用于固态锂金属电池的复合富镍层状氧化物 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 正极中的固-固界面面临着宏观接触界面、显著的副反应、晶间腐蚀和锂/电转移迟缓等棘手问题。

在此，国防科技大学郑春满、郭青鹏，江苏师范大学Lin Yuxiao、昆明理工大学Xiong Shizhao等人通过高温半环化聚丙烯腈策略，在 NCM811 正极颗粒表面设计了一种高离子/电子双传导凝胶涂层，旨在为增强固体复合正极的传输动力学建立一条快速通道。此外，该策略还在涂层和正极颗粒之间构建了一个内部电化学稳定的界面层，以实现原位电化学转换。

基于此，具有功能性镀膜层可通过缓冲石化/退石化过程中的内应力来保持 NCM811 正极的结构完整性，并赋予固态电池低界面电阻、出色的循环稳定性和热安全稳定性。

图1. 电池性能

总之，该工作采用半环化聚丙烯腈涂层设计并制备了NCM811正极颗粒上的高离子/电子双导电界面。研究显示，该双涂层可以保持结构完整性，赋予NCM811固体复合正极低界面电阻并提高循环稳定性。当包覆层含量为3%时，NCM@PAN260-3%/SPE/Li固态电池表现出优异的电化学性能，0.5 C倍率循环200次后放电比容量为121 mAh∙g-1。因此，该界面改性策略为高能量密度SSLMB的实际应用铺平了道路。

图2. 固态电池热安全测试

Design of Dual-conducting Interface in Composite Cathode by Semi-Cyclized Polyacrylonitrile Soft Coating for Practical Solid-State Lithium-Metal Batteries， Energy Storage Materials2024 DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103976