由于高離子傳導性，石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZ）電解質一直是高性能固態電池有希望的候選者，而它的應用卻受到界面問題的阻礙。盡管利用功能性涂層和熔融鋰有效地解決了LLZ與鋰金屬的界面相容性問題，但它帶來了高成本、高危險性和結構破壞等問題。

圖1. RT-MCL的作用及優勢

北京理工大學陳人杰等引入了一種新的冷粘接策略來構建作為LLZ/Li中間相的混合導電層（MCL）。這種新的方法是基于預先沉積的InN層和鋰金屬負極在室溫下的原位轉換反應。

室溫下形成的MCL（RT-MCL）不僅改善了LLZ/Li界面的接觸，實現了均勻的鋰離子流量分布，誘導了均勻的Li沉積，而且還減少了界面的副反應，穩定了LLZ/Li界面，保護了LLZ的體結構。

更重要的是，這種原位冷鍵合策略可以在室溫下實現LLZ與Li的鍵合，避免了常用的熔融Li在高溫下形成MCL（HT-MCL）。與使用熔融Li相比，在室溫下使用固體Li可以有效消除高溫下處理Li的安全問題，提高樣品制備的可操作性，降低能耗，為保持LLZ的界面穩定性和結構完整性做出突出貢獻。

圖2. 電化學性能研究

結果，基于RT-MCL-LLZ的對稱鋰電池的臨界電流密度（CCD）高達1.8 mA cm^-2，并且電池顯示出穩定的循環性能和在0.5 mA cm^-2下超過2000小時的小滯后電壓。此外，Li/RT-MCL-LLZ/LiFePO₄全電池在室溫下0.2C（1C=170 mAh g^-1）條件下循環100次后，保持了高度可逆的容量（>160 mAh g^-1）。

這些優異的電化學性能表明，通過冷接構建的RT-MCL對于優化LLZ電解質和鋰金屬負極之間的界面結合性具有顯著的效果。

圖3. 循環后RT-MCL-LLZ電解質的表征

Constructing uniform and stable mixed conductive layer to stabilize the solid-state electrolyte/Li interface by cold bonding at mild conditions. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202212096