固态电池用柔性固体电解质层

固态锂金属电池在实际工作条件下面临巨大挑战。即使将复合固态电解质的离子电导率提高到1 mS cm⁻¹，仍难以实现电流密度1 mA cm⁻²以上、面积容量1 mAh cm⁻²以上的固态电池长寿命循环。其根本原因在于固态电解质界面（SEI）具有脆性，锂离子传输缓慢，进而导致锂枝晶生长和严重的副反应。本文报道了一种富无机成分的韧性SEI，它能在高电流密度和面积容量下保持结构完整性，同时允许锂离子轻松扩散。这种SEI的韧性归因于Ag₂S和AgF成分，它们是由SEI中的Li₂S/LiF与介电复合电解质中的AgNO₃发生置换反应形成的。即使在15 mA cm⁻²的高电流密度和15 mAh cm⁻²的面积容量下，具有这种SEI的锂对称电池仍拥有超过4500小时的长循环寿命。此外，这种韧性SEI在-30°C下，即使在5 mA cm⁻²的电流密度和5 mAh cm⁻²的面积容量等实际条件下，也能稳定工作超过7000小时。