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固態鋰金屬電池（SSLMB）被認為是下一代儲能設備中極具潛力的候選產品，但它們仍然面臨著因界面不兼容而導致的鋰枝晶生長不可控的問題。

圖1 集成等離子體（IP）策略和工作機制示意圖

西安交通大學延衛、王嘉楠等提出了一種”集成等離子體（IP）”的夾層構建策略，該策略集成了金屬還原和氣相沉積功能，其特點是能夠提供可調控和可量化的化學調節，以控制固態電解質（SSE）上的表面濃度（Csurface）以及引入的金屬元素和電負性元素（ARE/M）的原子比。

聚焦離子束（FIB）、透射電子顯微鏡（TEM）和飛行時間二次離子質譜（ToF-SIMS）證實，IP-LAGP與鋰負極之間的原位反應同步產生了銀鋰合金、鋰氟和無定形碳，從而使IP-LAGP |鋰界面實現了親密接觸。通過調節F和Ag的原子比為≈2.6，使用IP-LAGP的對稱電池具有較小的阻抗（512Ω）和較低的成核過電位（66 mV）。

圖2 低溫 TEM（Cryo-TEM）形態分析

低溫TEM（Cryo-TEM）、多物理場仿真和X射線計算機斷層掃描（CT）結果表明，IP-LAGP使鋰的沉積形態呈平面狀，從而降低了局部電流密度，阻止了鋰枝晶在LAGP中的傳播。因此，使用IP-LAGP、鋰負極和NCM811正極組裝的 SSLMB電池在0.2 C下顯示出173.5 mAh g^-1的初始容量以及1000 次循環后穩定的庫侖效率（>99%）。

考慮到等離子體技術的多功能性，包括金屬還原、氣相沉積、結晶度調節和晶格生長，該IP策略可為各種先進存儲系統提供另一條開發高化學機械穩定性固態電解質的途徑。

圖3 原始 LAGP、Ag-LAGP 和 IP-LAGP SSE在不同電池系統中的電化學性能

Integration Plasma Strategy Controlled Interfacial Chemistry Regulation Enabling Planar Lithium Growth in Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202304929

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延衛/王嘉楠AFM：集成等離子體策略調節界面化學，實現固態鋰電中平面鋰生長

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