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硫化物全固態鋰離子電池(ASSLIBs)具有高能量密度、高安全性和高離子電導率等優點，被認為是具有發展前景的下一代儲能系統。然而，正極(如LiCoO₂)與硫化物固態電解質之間的界面不穩定性阻礙了其商業發展。

在此，北京大學潘鋒教授和廈門大學尹祖偉教授等人提出了一種簡單的機械化學策略，即在LiCoO₂ （LCO）正極上機械混合聚陰離子硼酸鹽前驅體和Li₂CO₃殘體，并進行隨后的熱化學反應，以實現類“固體電解質界面相（SEI）”。

其中，SEI由晶體LiBa（B₃O₅）₃ （LBBO）、Li₃BO₃ （LBO）和非晶態鋰硼氧化物（Li-B-O）組成。其中，LBBO 和LBO分別具有較高的離子電導率和界面穩定性，而Li-B-O存在于前兩者的間隙中將LCO正極與Li₁₀GeP₂S₁₂（LGPS）固體電解質隔離，并與LBBO和LBO構建了一個連續的間隙層。

潘鋒/尹祖偉Nano Energy：硫化物全固態電池中機械化學反應穩定正極/電解質界面

圖1. 硼酸鹽衍生的類似SEI制備LCO的結構和化學狀態

研究發現，確定適當比例的LBBO前驅體和Li₂CO₃殘體可以實現適當比例的LBO，得到的人工中間層具有較高的界面穩定性和Li⁺的擴散性，從而使LCO/LGPS/Li ASSLIB具有較高的循環和倍率性能。

圖2. 硼酸鹽衍生類似SEI對ASSLIB的電化學性能

具體來說，添加9.4 mol% LBO的SEI在1 C和2 C時分別具有92.9和56.1 mAh g^-1的放電容量。并且0.3% LBBO@LCO在增加4.5 V的截止電壓后，也可以實現167.3 mAh g^-1的初始容量(0.2 C)和64.7%的容量保持率(150次循環)。因此，利用聚陰離子型硼酸鹽和Li₂CO₃殘體之間的機械化學反應構建類SEI的策略為穩定由各種聚陰離子型硼酸鹽或磷酸鹽衍生的ASSLIB電極/電解質界面指明了方向。

Mechanochemical Reactions between Polyanionic Borate and Residue Li2CO3 on LiCoO2 to Stabilize Cathode/Electrolyte Interface in Sulfide-based All-Solid-State Batteries，Nano Energy 2023 DOI：10.1016/j.nanoen.2023.108192

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