隨著對(duì)高能量密度鋰離子電池的需求日益增長(zhǎng)，富鋰錳基層狀氧化物（LLO）正極因具有高比容量和低成本的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池中備受關(guān)注。

然而，硫化物全固態(tài)鋰電池（ASSLBs）中很少使用LLO，因?yàn)樗c硫化物固態(tài)電解質(zhì)（SEs）存在嚴(yán)重的界面副反應(yīng)，尤其是在4.8 V的高工作電壓下。

圖1.?雙重修改策略的示意圖

中科院物理所吳凡等提出了一種雙功能改性策略，以實(shí)現(xiàn)硫化物基ASSLB中電化學(xué)穩(wěn)定的LLO。

研究顯示，摻雜的Ru形成的共價(jià)Ru─O鍵不僅能穩(wěn)定晶格氧，防止氧進(jìn)一步參與界面分解，還能增強(qiáng)Li₂MnO₃成分中鋰的擴(kuò)散能力，進(jìn)而促進(jìn)Li₂MnO₃相的活化。同時(shí)，表面硫化策略建立了一個(gè)高度穩(wěn)定的界面，有助于LLO/LPSCl界面的快速離子傳輸。

圖2.?電化學(xué)性能研究

因此，研究結(jié)果表明，硫化物基ASSLB中的改性LLO可將初始放電容量提高兩倍，并具有2022次循環(huán)的超長(zhǎng)壽命（1 C時(shí)容量保持率大 70%），最高可達(dá)4.2 V（vS. Li-In）。

這項(xiàng)工作所采用的策略為結(jié)合硫化物固態(tài)電解質(zhì)和富鋰正極的優(yōu)勢(shì)開(kāi)辟了一條新途徑，使開(kāi)發(fā)實(shí)用的高能量密度硫化物全固態(tài)電池成為可能。

圖3.?界面分析

Dual-Function Modifications for High-Stability Li-Rich Cathode Toward Sulfide All-Solid-State Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309822