北理工杨文&邵瑞文AEM：4.5 V高稳定性硫化物基全固态锂电池

能源学报能源学报

为实现对高能量密度全固态锂电池日益增长的需求，进一步提高LiCoO₂的工作电压是突破瓶颈的关键。然而，LiCoO₂严重的结构退化和阴极界面的副反应阻碍了高压硫化物基ASSLBs (≥4.5 V)的发展。

北京理工大学Wen Yang和Ruiwen Shao等设计了纳米尺寸的Li_1.175Nb_0.645Ti_0.4O₃ (LNTO)涂覆的LCO阴极，其中在循环期间界面处微观的Ti和Nb偏析潜在地稳定了阴极晶格，并且同时最小化了副反应。

先进的透射电子显微镜显示，稳定的尖晶石相最大限度地降低了阴极界面的微观应力，避免了结构碎裂，因此显著提高了LNTO@LCO@4.5 V的长期循环稳定性。电化学阻抗谱(EIS)显示，与LiNbO₃(235Ω)相比，具有LNTO纳米层的硫化物基电池在100次循环后有效地将界面电阻降低至140Ω。因此，4.5 V硫化物基ASSLBs提供了令人满意的长期循环稳定性(0.5C 下1000次循环为88.6%)，更好的比容量和倍率性能(0.1C时为179.8 mAh g^-1，2C时为97 mAh g^-1)。

总的来说，在ASSLBs中LCO阴极的优异性能可以归功于微观偏析主导的非晶纳米尺度(LNTO)。

参考文献:

He, W., Ahmad, N., Sun, S., Zhang, X., Ran, L., Shao, R., Wang, X., Yang, W., Microscopic Segregation Dominated Nano-Interlayer Boosts 4.5 V Cyclability and Rate Performance for Sulfide-Based All-Solid-State Lithium Batteries. Adv. Energy Mater. 2022, 2203703.

https://doi.org/10.1002/aenm.202203703