通过非平衡毫米波辐照实现氧化物基固态电池界面处的扩散控制

《ACS Materials Letters》：Diffusion Control at the Interface in Oxide-Based Solid-State Batteries via Nonequilibrium Millimeter-Wave Irradiation

氧化物全固态电池界面电荷转移电阻过高的问题，通过24GHz毫米波辐照技术实现优化：该技术促进固态电解质致密化并抑制电极间扩散（如La2Li0.5Co0.5O4），使R_CT较传统烧结降低一个数量级，同时抑制La3+扩散（因其z2/m值小导致毫米波作用力弱），为热力学非平衡烧结提供新方法。

　　

基于氧化物的全固态电池（ASSBs）具有较高的安全性和化学稳定性，但电极与固态电解质（SEs）之间的界面电荷转移电阻（R_CT）较大。本研究采用24 GHz毫米波（MMW）辐照技术进行界面工程处理，该技术能够在抑制材料互扩散的同时提高固态电解质的致密度。毫米波辐照有助于形成均匀的微观结构，抑制La₂Li_0.5Co_0.5O₄等导电性较差的界面层的生长，并显著提升电池的电化学性能。与传统烧结方法相比，R_CT降低了1个数量级以上。扩散系数分析表明，在毫米波辐照下La³⁺的扩散速率明显降低，这归因于其较小的z²/m值，从而导致作用在La³⁺上的作用力减小。这种毫米波辅助烧结策略提供了一种非热平衡的途径，能够在基于氧化物的全固态电池中同时实现固态电解质的致密化以及持续的锂离子传输活性。