7月16日，美国阿贡实验室（Argonne）公布一项全固态电池（ASSB）领域研究成果表明，一种超薄的氧化镁（MgO）涂层可以显著提高硫化物电解质的稳定性。该研究对比发现，最佳涂层不一定化学惰性最强，而是反应产物能创造最有利的锂离子和电子传输环境，为业界提供了一种新的材料选择策略。
文章链接：https://www.anl.gov/article/from-computation-to-materials
AI与实验结合进行候选保护涂层筛选示意图
硫化物电解质具有优异的导电性和可加工性，但化学稳定性差。以LPSCl为例，离子电导率（>10⁻³ S/cm）；低温加工性能好，并且柔软允许良好的界面接触。为避免被正极材料氧化分解，通常需要引入了一层极薄的氧化物涂层进行有效隔离。而这种涂层材料不能是氧化铝，其惰性几乎对锂离子绝缘，导致其无法通过；也不能过于活跃，这会导致高的界面阻抗。
阿贡实验室使用了密度泛函理论 (DFT)进行筛选，发现原始涂层材料不是最重要的因素，与锂和硫化物电解质接触后形成的反应层的特性决定了性能——即找到能够创造最有利的固体电解质界面（SEI）的涂层。MgO与LPSCl和锂接触时，会形成含锂的界面，形成一种“平衡”，既不会过分惰性成为绝缘屏障（例如氧化锆），也不至于过分活泼造成分解（例如氧化锌）。
阿贡实验室的采用的方法展示了一种模拟筛选→接口预测→实验验证的快速开发范式，将氧化物陶瓷材料研发从静态的成分（组分）阶段推向动态的表面（界面）反应设计阶段。
编译整理 YUXI
粉体圈首页
