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在采用硫化物固態電解質的全固態電池中，鋰金屬負極的利用受到了高倍率下與擴散有關的枝晶生長的阻礙。通過簡單的溶液轉化合金反應產生的原位鋰-金屬界面工程對于繞過Li⁰的自我擴散限制具有吸引力。

然而，轉換反應誘導（CRI）的夾層的特性與全固態鋰金屬電池（ASSLBs）中Li⁰的沉積行為之間沒有建立關聯。

圖1. 基于不同機制制備的CRI-合金保護鋰負極的表面化學路線示意

北京科技大學范麗珍等利用一套以Li_xAg_y為夾層的電化學表征實驗，在不同的電池化學中，確定了ASSLB中的枝晶容忍度易受CRI-合金夾層的表面粗糙度和電子傳導性的影響。

具體而言，這項工作通過采用選定的氟代碳酸乙烯酯（FEC）溶劑取代二甲醚，將轉換反應動力學從典型的（去）溶劑化機制調整為吸附模型，以定制CRI-合金層的組成和表面均勻性。定制的CRI-合金層呈現出分層的梯度結構，外層是光滑的富含有機物的層，內層是由成分調節的富含無機物的層，主要由離子傳導的Li_xAg_y和電子絕緣的LiF組成。

圖2. 定制CRI-合金夾層調節的穩定鋰沉積/剝離

綜合材料表征、電化學性能評估和模擬證實，重新設計的電極的無缺陷表面抑制了人工熱點的枝晶的優先形成和生長。同時，具有低鋰擴散屏障的Li_xAg_y和具有電子阻斷特性的LiF的協同作用使得CRI-合金夾層下的鋰沉積無枝晶且密度高，在反復鋰沉積/剝離過程中保持穩定和完整的界面。

因此，由于定制的CRI-合金夾層同時具有低表面粗糙度、低電子傳導率和低鋰擴散阻擋，在鋰離子對稱電池中實現了1.7 mA cm^-2的超高臨界電流密度，并且在ASSLB中實現了0.3 C下經過300次循環后保持82.7%的卓越循環穩定性。

圖3. ANO-FEC-Li|SE|NCM622電池的性能

Tailoring Conversion-Reaction-Induced Alloy Interlayer for Dendrite-Free Sulfide-Based All-Solid-State Lithium-Metal Battery. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202300985

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