研究背景 

全固态锂金属电池（ASSLMBs）因采用高能量密度的锂金属负极和无机固态电解质，具有高比能、高安全性和长循环等显著优势，成为新一代储能体系的重要发展方向。近年来，卤化物固态电解质（SSEs）由于其良好的离子导电性、宽电化学稳定窗口以及柔韧性强、界面适配性好等特点，在ASSLMBs中表现出极大潜力。 

然而，卤化物SSEs在与还原性极强的锂金属直接接触时，极易发生化学还原反应，导致电解质分解并形成导电副产物，进而诱发界面不稳定、电池极化增大乃至短路失效。目前，主流解决策略如F掺杂或引入中间层（如硫化物电解质）虽然部分缓解界面问题，但却带来离子导率下降、工艺复杂、能量密度降低等新问题。因此，亟需一种能够兼顾界面稳定性、离子传输与能量密度的全新策略。 

文章简介 

近期，天津大学杨春鹏教授团队与西湖大学朱一舟教授团队合作，在《ACS Nano》期刊发表题为“Stabilizing Halide Electrolytes against Lithium Metal with a Self-Limiting Layer for All-Solid-State Lithium Metal Batteries”的研究论文。该工作提出了一种新颖而实用的界面调控策略：构建自限性界面层（SLL）。该层由InF₃与Li₂ZrCl₆（LZC）复合组成，在与锂金属接触过程中优先反应生成富LiF稳定的界面钝化层，从而有效抑制卤化物电解质的持续分解，实现界面的动力学稳定。 

文章要点 

1. 提出自限性界面层策略，构建富LiF钝化界面，稳定锂金属与卤化物电解质界面 

通过引入InF₃与LZC复合构成的SLL，可在锂金属与电解质界面原位生成富含LiF的钝化层，主动阻断卤化物电解质的持续还原。该策略通过显著抑制副反应、保持界面完整，提升对称电池运行寿命至3000小时以上。 

2. SLL助力全固态锂金属电池在高倍率、宽温度范围下实现稳定循环 

基于SLL的全固态锂电池在0.5 C下循环100圈容量保持率达99.2%，在2 C高倍率下循环250圈后容量保持83.5%，低温（−10 °C）下亦能稳定工作。相比LPSC中间层和F掺杂等传统方法，SLL策略性能更优，为推动高能量密度ASSLMBs实用化提供新的界面解决方案。 

文章链接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c18584

第一作者简介 

章广文，天津大学化工学院2022级硕士研究生，导师为杨春鹏教授。主要从事卤化物固态电解质与全固态锂金属电池方向的研究，聚焦界面稳定性调控，以实现高性能全固态锂金属电池。