
2025 年10月29日,清华大学深圳国际研究生院康飞宇教授,天津大学杨全红教授,及清华大学深圳国际研究生院贺艳兵教授、吕伟副教授、侯廷政助理教授等(米金硕、杨俊、陈立坤、崔雯渟为论文共同第一作者),在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为:A ductile solid electrolyte interphase for solid-state batteries 的研究论文。
该研究创新性地提出了“塑性富无机 SEI”的设计理念,开发出兼具优异机械性能、锂离子传输性能和梯度亲锂/疏锂特性的新型塑性 SEI,大幅度提升了固态电池在大电流密度下和低温下的循环稳定性。
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在这项最新研究中,研究团队报道了一种富无机物的塑性固态电解质界面相(Solid–electrolyte Interphase,SEI),能够在保持结构完整性的同时,实现高电流密度和高面容量的快速离子传输。
该 SEI 的延展性归因于其中 Ag₂S 和 AgF 组分,这些组分通过 SEI 中的 Li₂S/LiF 与介电复合电解质中的 AgNO₃ 发生置换反应生成。 即使在高电流密度(15 mA/cm²)和高面容量(15 mAh/cm²)条件下,搭载此类 SEI 的对称锂电池仍表现出超过 4500 小时的长循环寿命。 此外,该延展性 SEI 在 -30°C 低温环境下,即使处于 5 mA/cm² 和 5 mAh/cm² 的实际工况下,仍可稳定工作超过 7000 小时。
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塑性富无机 SEI 的优异塑性变形能力和机械稳定性
这项研究突破了传统 SEI 聚焦追求“坚硬”的设计理念,开创性地将“塑性”作为特征指标,提出了一条从固态电解质组分设计到理想界面的精准构建路径,为解决固态电池的界面失效问题提供了全新策略,并为新型界面层设计提供了重要的理论依据,对实用化固态电池的 研发具有重要实用价值。
编辑、审核:艾克旦
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