Xidian University: индий-полисилоксановое покрытие лития сохранило 82,3% ёмкости за 300 циклов в лаборатории
Слой, нанесённый на литиевый металл из раствора в один этап, защитил границу с сульфидным электролитом в лабораторных ячейках: критическая плотность тока достигла 3,5 мА см⁻².
Исследователи из Xidian University (Китай) под руководством Siwu Li, Weiwei Wu и Chuang Yu описали защитное покрытие для литий-металлических анодов в твердотельных батареях с сульфидным электролитом. Работа опубликована в Science China Chemistry (dx.doi.org, DOI 10.1007/s11426-026-3450-y). Гибридный индий-полисилоксановый слой выращивают прямо на поверхности лития в один этап нанесения из раствора. В лабораторных ячейках симметричные ячейки с покрытым литием выдержали критическую плотность тока 3,5 мА см⁻² dx.doi.org
dx.doi.orgdx.doi.orgОткрыть источник ↗.
Как формируется гибридный слой
Слабое место сульфидных литий-металлических батарей — граница сульфид/Li: плохая химическая совместимость и механическое разрушение ограничивают практическое применение dx.doi.org
dx.doi.orgdx.doi.orgОткрыть источник ↗. В предложенном подходе соль In³⁺ и фтор- и кремнийсодержащие группы полисилоксана совместно восстанавливаются на литии. В результате внутри полимерной сетки образуются неорганические нанодомены LiF, In/LiIn и LiSiₓOᵧ (PFSIn-Li)
dx.doi.org
dx.doi.orgdx.doi.orgОткрыть источник ↗.
По данным авторов, слой химически инертен к электролиту Li₅.₅PS₄.₅Cl₁.₅ (LPSC) и механически устойчив к прорастанию дендритов. В пресс-релизе указано, что толщина плёнки составляет 12 микрометров. Рентгеновская дифракция и фотоэлектронная спектроскопия показали силоксановые сети наряду с кристаллическим фторидом лития, металлическим индием и сплавом литий-индий. Электронная микроскопия поперечного сечения выявила плотную однородную плёнку без трещин и зазоров.
Результаты испытаний ячеек
В симметричных ячейках покрытый литий достиг критической плотности тока 3,5 мА см⁻². В релизе для литий без защиты приведено значение 0,8 мА см⁻², то есть результат более чем вчетверо выше dx.doi.org
dx.doi.orgdx.doi.orgОткрыть источник ↗.
Полные ячейки собрали из покрытого лития, электролита LPSC и катода LiNi₀.₇Co₀.₁Mn₀.₂O₂. При 0,5 C они дали 129,8 мА ч г⁻¹ в первом цикле и сохранили 82,3% этой ёмкости после 300 циклов. Ячейки с непокрытым литием сохранили 43,0% dx.doi.org
dx.doi.orgdx.doi.orgОткрыть источник ↗.
Авторы характеризуют химию как масштабируемую и недорогую и отмечают, что жидкое покрытие можно наносить щелевыми или гравюрными методами без вакуумного оборудования. Приведённые данные получены на лабораторных ячейках.
