作為下一代高能存儲系統(tǒng)最有前途的候選者之一，全固態(tài)鋰電池（ASSLBs）目前受到了極大關(guān)注。而其電極和電解質(zhì)的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計以及可控的電極/電解質(zhì)界面改性對于真正實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的商業(yè)應(yīng)用是不可或缺的。近十年來，由于其在調(diào)整界面性質(zhì)和構(gòu)建新型電極結(jié)構(gòu)方面的獨(dú)特性顯示出巨大的應(yīng)用潛力，原子層沉積（ALD）和分子層沉積（MLD）技術(shù)在全固態(tài)鋰電池的研究中越發(fā)受到重視。近日，廈門大學(xué)楊勇教授團(tuán)隊綜述了ALD/MLD技術(shù)在全固態(tài)鋰電池中的發(fā)展和應(yīng)用的最新進(jìn)展，包括全固態(tài)鋰電池中的正極和鋰金屬負(fù)極的表界面改性，以及薄膜型固態(tài)電池中電極和固體電解質(zhì)的制備等，并簡要概述了ALD/MLD在全固態(tài)鋰電池中的現(xiàn)有挑戰(zhàn)和應(yīng)用前景。
圖1. 總結(jié)：原子層沉積技術(shù)與分子層沉積技術(shù)全固態(tài)鋰電池中的應(yīng)用方向 圖2. 用三甲基鋁（TMA）和（a）O3，（b）H2O沉積Al2O3薄膜的ALD過程示意圖，以及（c）TMA和乙二醇（EG）沉積Alucone薄膜的MLD過程示意圖 電解質(zhì)和電極之間的界面穩(wěn)定性顯著影響塊狀A(yù)SSLB的電化學(xué)性能。與未涂覆的陰極相比，ALD/MLD技術(shù)涂覆的電極在陰極或陽極側(cè)與固體電解質(zhì)表現(xiàn)出電化學(xué)機(jī)械兼容性的增強(qiáng)，尤其是對于敏感的硫化物基電解質(zhì)體系。此外，ALD/MLD技術(shù)是制備薄膜型固態(tài)電池電極和電解質(zhì)材料的通用工具。通過ALD/MLD技術(shù)制備的固體電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率在室溫下可達(dá)10-6 S cm-1。將有機(jī)金屬與有機(jī)前驅(qū)體相結(jié)合，可以制備出具有較高離子電導(dǎo)率的新型有機(jī)或無機(jī)/有機(jī)復(fù)合電解質(zhì)應(yīng)用于薄膜型全固態(tài)電池。然而目前對于ALD/MLD薄膜界面改性的機(jī)理研究仍有待深入，特別需要發(fā)展先進(jìn)的光譜/譜學(xué)成像表征方法，特別是原位光譜/譜學(xué)成像技術(shù)，例如X射線吸收光譜/X射線計算機(jī)斷層掃描（例如XAS/X-CT）、高分辨率電子透射顯微鏡（STEM）技術(shù)等，可以提供對電池循環(huán)期間界面過程的深入理解，這也可以指導(dǎo)研究人員根據(jù)電極材料的具體需求選擇或優(yōu)化涂層。 論文信息 Progress of Atomic Layer Deposition and Molecular Layer Deposition in the Development of All-Solid-State Lithium Batteries Yu Su, Jialiang Hao, Xiangsi Liu, Prof. Yong Yang 論文的第一作者為廈門大學(xué)化學(xué)系蘇宇博士生。 Batteries＆Supercaps DOI: 10.1002/batt.202200359
