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Void suppressive lithium anodes for all-solid-state batteries
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DOI：10.1038/s41563-026-02729-w.png)
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摘要
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全固态锂金属电池是一种极具前景的下一代储能技术，因其具有高能量密度和安全性的优势。然而，空隙形成和枝晶生长问题尚未解决。本研究表明，空隙形成受锂完全剥离面容量与施加电流密度的乘积控制，我们将此定义为空隙抑制能力（VSC）。通过提高自扩散系数和初始锂原子浓度，VSC得以增强。采用Mg–1 wt% La熔融锂（LiMgLa）进行晶粒细化，锂自扩散系数和VSC均得到提升，使得临界电流密度/容量从LiMg电极的1.2 mA cm⁻²/0.6 mAh cm⁻²提升至LiMgLa电极的2.2 mA cm⁻²/1.1 mAh cm⁻²。LiMgLa电极在室温下可实现超过1,200小时的稳定锂电镀/剥离（0.7 mA cm⁻²）。相场模拟显示，当剥离容量超过完全耗尽容量的70%时，界面过电位将高于电解质临界过电位，导致枝晶生长和电池失效。本研究为设计具有高功率和能量密度的全固态锂金属电池提供了新途径。全固态锂金属电池中空隙形成的动力学和热力学研究表明，其受界面锂浓度和扩散系数控制。通过引入Mg–1 wt% La熔融剂进行晶粒细化，可提高扩散系数，使临界电流密度达到2.2 mA cm⁻²（1.1 mAh cm⁻²）。
期刊
IF:
38.5
论文数:
6.8K
被引数:
11.5W
机构
引用论文
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