南大郭少华/周豪慎团队：集成预锂化和界面保护实现高能全固态电池

全固态电池（ASSBs），尤其是那些采用无锂负极甚至无负极构型的电池，因其高安全性和高能量密度而受到广泛关注。然而，在没有锂库存的情况下，化学机械降解通常会降低无锂负极全固态电池的循环寿命和能量。

近日，南京大学郭少华、周豪慎团队开发了预锂化剂Li5FeO4（LFO）涂覆富镍层状氧化物，作为无锂负极ASSBs的正极。涂覆的LFO可作为界面保护层，防止高度氧化的富镍正极与硫化物固态电解质（SSE）发生反应，减轻富镍正极的结构降解和SSE的分解，从而实现出色的循环寿命。在无锂负极ASSBs的正极涂覆LFO后，可逆容量从174.7 mAh g-1提高到199.7 mAh g-1，100次循环后的容量保持率从33.8%提高到84.8%。此外，配备LFO-NCM正极的无锂铟层负极全固态软包电池实现了106.2mAh的可逆容量，并在100个循环中保持了可逆的（脱）锂化。配备LFO-NCM正极的无锂硅负极全固态软包电池可以获得1.1 Ah的放电容量和高达440 Wh kg−1的高能量密度（基于复合正极、无锂硅负极和SSE膜的总质量）。工作表明，对于使用无锂负极和基于硫化物的SSE的ASSBs来说，使用预锂化剂和保护层两者对于获得高能量密度和稳定的循环寿命也很重要。

预锂化和界面保护的示意图

该论文由现代工学院郭少华教授和周豪慎教授团队完成，以“Integrating Prelithiation and Interface Protection to Achieve High-Energy All-Solid-State Batteries”为题于近日在线发表在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上。南京大学现代工学院博士生徐向群和研究员褚世勇为论文共同第一作者，南京大学现代工学院郭少华教授与周豪慎教授为通讯作者。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金委等的支持。

论文信息:

https://doi.org/10.1002/anie.202415891

来源：南京大学