前沿动态：固态电池的多孔混合离子电子导体层

可充电的固态电池（SSBs）已经成为有前景的下一代能源储存设备。然而，陶瓷固体电解质(SEs)的机械应力应变能力有限，碱金属或其与少量溶质元素的合金（β相）的体积膨胀往往会导致SEs的断裂和腐蚀以及电子/离子接触分离，从而产生高电荷转移电阻。近期，麻省理工学院李巨团队发表综述长文“Porous Mixed Ionic Electronic Conductor Interlayers for Solid-State Batteries”《Energy Material Advances》。主要阐释了混合离子-电子导体（MIEC）的多孔材料和离子-电子绝缘体（IEI）粘合剂的应用。基于β相成核和沉积的基本热力学和动力学行为，阐释了纳米多孔的混合离子-电子导体如何控制β相的沉积和剥离行为，描述了用于固态电池的混合离子-电子导体层的未来设计蓝图。

其中，在SSBs作用机理方面，作者提到MIEC/ 集流极（CC）界面的锂沉积。一个最重要但令人费解的特征是：β相层是在MIEC/CC界面形成的，如上图所示。一般认为，可充电的SSBs的限速因素是SE中的长程离子传输。然而，如果长程传输是主导因素，β相应该在SE/MIEC而不是MIEC/CC界面。经研究后发现，负极一侧的电荷转移反应可以由短程、反应有限的动力学来控制相核障碍、界面润湿、Butler-Volmer电子转移率等），金属在循环中会倾向于MIEC/CC界面沉积。

文献链接：doi.org/10.34133/2021/1519569

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/AQF2M-TaaQmyqouIT0VrDw