亲锂界面LLZTO石榴石固态电解质

薄至 0.78 μm 锂负极

通过酸处理将表面Li₂CO₃转化为亲锂层，首次实现可控的超薄锂金属负极（0.78-30 μm），解决了石榴石型固态电池中锂金属减薄的瓶颈。

Weijie, Ji · Luo B. · 王琦 · Guihui, Yu · Tian, Yi · Zhao, Zaowen · 赵瑞瑞 · Wang, Shubin · 王小玮 · 张宝 · Zhang J. · 梁骥

Nature Communications 2024

具体参数

锂金属负极厚度最小值

{'zh': '0.78', 'en': '0.78'} μm

锂金属负极厚度最大值

{'zh': '30', 'en': '30'} μm

循环寿命

{'zh': '500', 'en': '500'} cycles

循环后放电比容量

{'zh': '99', 'en': '99'} mAh g⁻¹

N/P比

{'zh': '1.1', 'en': '1.1'}

电流密度

{'zh': '2.35', 'en': '2.35'} mA cm⁻²

技术优势

锂负极薄至亚微米

通过亲锂界面，锂金属负极可在0.78 μm至30 μm范围内精确调控，远超现有技术对厚度的控制能力。

低N/P比下长循环

以7.54 μm锂负极与NCM83匹配，N/P比仅1.1，在2.35 mA cm⁻²和25 °C下循环500圈后容量保持99 mAh g⁻¹，证明超薄锂负极可实用。

界面成分精准调控

三氟甲磺酸处理将表面Li₂CO₃转化为含有LiCF₃SO₃和LiF的亲锂层，同时除去绝缘层，改善锂润湿性。

应用场景

• 固态电池：为高安全固态电池提供超薄锂负极，提升能量密度
• 锂金属电池：实现锂金属负极厚度精确控制，突破减薄瓶颈
• 高比能电池组：超薄锂负极降低非活性质量，大幅提高电池组比能量
• 准固态电池：亲锂界面使准固态电池可集成超薄锂负极并稳定循环