高能量全固态锂金属电池中可扩展双界面工程实现高离子传导与机械稳定的硫化物电解质膜

本研究针对全固态锂金属电池(ASSLMBs)中电极/电解质界面不相容和机械失效问题，提出了一种创新的双界面工程策略：采用具有优异锂金属兼容性的Li5.3PS4.3ClBr0.7(LPSCB)电解质与高阴极兼容性的Li1.75ZrCl4.35O0.5F0.4(LZCOF)电解质相结合。该方案实现了414.3 Wh kg?1的电池级能量密度和1000次循环的卓越稳定性，为高能量密度电池开发提供了突破性解决方案。

　　

通过可扩展的双界面工程技术，研究人员开发出兼具高离子电导率和机械稳定性的硫化物电解质膜，为高能量全固态锂金属电池(ASSLMBs)提供了创新解决方案。该研究采用具有优异锂金属兼容性的氯化溴代硫代磷酸锂(Li_5.3PS_4.3ClBr_0.7, LPSCB)电解质与具备卓越正极兼容性的锆基氧氟化物电解质(Li_1.75ZrCl_4.35O_0.5F_0.4, LZCOF)相结合的策略。

厚度仅40微米的LPSCB膜展现出超高离子电导率(3.05 mS cm^?1)和出色的枝晶抑制能力(临界电流密度达1.5 mA cm^?2)。同时，通过简易球磨工艺将微米级LZCOF颗粒均匀包覆在高镍正极材料(LiNi_0.88Co_0.06Mn_0.06O₂, NCM88)表面，显著缓解了界面降解问题。

精心构建的LZCOF@NCM88/LPSCB膜/锂电池系统表现出卓越的快充性能(1.0°C倍率下容量136.1 mAh g^?1)和循环稳定性(0.5°C倍率循环1000次后容量保持率达88.9%)。在30°C工作温度下，该全固态电池在4.62 mAh cm^?2的高面容量下实现了414.3 Wh kg^?1的电池级能量密度，并保持400次循环稳定运行。这项研究为高能量密度全固态电池的开发提供了可规模化的双界面工程技术路径。