固態電池研究人員揭示了退化機制的重要見解

來自UNIST、首爾國立大學（SNU）和浦項科技大學的研究人員在理解固態電池（ASSB）的退化機制方面取得了重大突破，固態電池是下一代電動汽車和大規模能源存儲的一項有前途的技術。

這項研究由UNIST能源與化學工程學院的Donghyuk Kim教授、首爾國立大學跨學科創新學院的Sung-Kyun Jung教授和浦項科技大學的Jihyun Hong教授領導，表明界面化學反應在ASSB基硫化物的結構損傷和性能退化中發揮著關鍵作用。結論 發表 V 自然溝通。

與使用易燃液體電解質的傳統鋰離子電池不同，ASSB使用不易燃固體電解質，可提供更高的安全性和更高的能量密度。然而，界面不穩定和微觀結構惡化等問題阻礙了其商業化。到目前為止，對這些現像如何發生的詳細了解仍然有限。

為了解決這個問題，研究團隊開發了一種模型系統，該系統在陰極表麵包含保護塗層——使用二氟磷酸鋰（LiDFP）——以抑制界面的化學降解。他們使用先進的分析技術，包括機器學習、數字孿生建模和先進的表徵技術，來研究從顆粒水平到整個電極的微觀結構演變和反應行為。

他們的分析表明，塗層有效地抑制了陰極-電解質界面的化學降解，從而導致顆粒之間更加均勻的電化學反應以及整個電極一致的機械降解。這種一致性提高了容量保持率和長期穩定性，即使在較低的運行負載下也是如此，而這是 ASSB 部署的長期障礙。

值得注意的是，研究表明塗層不僅起到保護屏障的作用；它還支持鋰離子傳導途徑，同時抑制有害的界面反應。這種雙重功能不僅延長了電池壽命，還為開發更安全、防爆的固態電池開闢了新的機遇。

該研究的第一作者、UNIST 前任研究員、現吉森賈斯圖斯-李比希大學博士後研究員 Changhyun Park 博士表示：“我們的研究為 ASSB 性能下降的根本原因提供了詳細的、粒子級的見解。

“我們已經證明，塗層除了簡單的表面保護之外還發揮著至關重要的作用：它可以作為傳輸鋰離子的新途徑，為電池穩定性和壽命開闢創新策略。”