协同合金化-铁电Ag-BST层：提升Li|LATP界面稳定性及离子传输性能

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Synergistic Alloying-Ferroelectric Ag-BST Layer for Enhanced Li|LATP Interface Stability and Ion Transport

Li?.?Al?.?Ti?.?(PO?)?正极材料界面问题及双界面工程策略研究。通过磁控溅射制备高介电常数Ba?.?Sr?.?TiO?（BST）层和Ag层，BST层均化界面电场分布，Ag层与锂反应形成Li-Ag合金，降低锂成核过电位并引导均匀锂沉积。对称电池在0.1 mA·cm?2下循环超7000小时，0.5 C倍率下循环1000次容量保持63.9%。

　　

近年来，具有钠超离子导体结构的Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃（LATP）因其优异的化学稳定性和卓越的电化学性能而受到了广泛关注。然而，与锂金属的直接接触会导致严重的界面反应和枝晶生长，而在快速充电等恶劣条件下，这一现象会进一步加剧，从而阻碍其在固态锂金属电池（SSLMBs）中的应用。在这项研究中，我们提出了一种双界面工程策略来应对这些挑战。通过采用磁控溅射方法沉积高介电常数的Ba_0.5Sr_0.5TiO₃（BST）层，可以均匀化界面电场分布；同时，Ag层在循环过程中与锂发生反应，原位形成Li–Ag合金，从而降低锂的成核过电位并引导锂的均匀沉积。这种协同改性有效抑制了枝晶的形成，使得对称电池在0.1 mA(h) cm^–2的电流密度下能够实现超过7000小时的超长循环寿命，并具有2.6 mA cm^–2（恒定时间模式）和3.0 mA cm^–2（恒定容量模式）的高临界电流密度。此外，经过改性的全电池在0.5 C的电流密度下经过1000次循环后仍能保持63.9%的初始容量。这项工作为开发安全、耐用的固态锂金属电池提供了一种有效的界面设计策略。