10月25日，美国马里兰大学在国际知名学术期刊《Nature》发表论文，展示了一种抑制全固态锂电池枝晶生长、降低界面阻抗的新技术，该技术方法有望为电动汽车全固态电池生产打开大门。
锂离子电池因能量存储密度高而广受欢迎，但其含有易燃的液体电解质成分，过热时可能燃烧从而引发安全风险。全固态电池尝试绕过该缺点，但依然面临困难。以高能全固态锂（Li）金属电池为例，当电池以电动汽车所需的高容量和高充放电速率运行时，Li负极处的Li枝晶生长和正极处的高界面阻抗会导致短路和容量衰减等问题。
美国马里兰大学科研团队一直以来专注于研究Li电池的失效机制，自2021年开始研究Li枝晶生长的形成理论，提出了重新设计界面层的想法。团队在Li负极和Li6PS5Cl固体电解质之间设计了Mg16Bi84界面层，以解决Li负极侧Li枝晶生长问题，并在LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2正极表面设计了富氟层，以使LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2正极的结构稳定，降低界面阻抗。正负极界面层的设计使全固态电池在2.5 MPa的低堆压下实现优异的电化学性能，其中LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2/Li6PS5Cl/Li电池在2.55 mA cm-2电流密度下实现7.2 mAh cm-2的容量，LiNiO2/Li6PS5Cl/Li电池实现11.1 mAh cm-2的容量以及310 Wh kg-1的能量密度。
Mg16Bi84负极界面层和富氟正极界面层为全固态Li金属电池在低堆压下实现高能量密度和快速充电能力提供了通用设计思路。
据该校主页报道[1]，在产品进入市场之前，研究人员还有其他挑战需要解决。一方面，为了将全固态电池商业化，专家们将不得不缩小固体电解质层，以达到与锂离子电池电解质相似的厚度，提高能量密度。另一方面，基础材料的高成本是一个挑战。同时，为了在2026年之前向市场推出新电池，先进电池制造商Solid Power计划启动试验该项新技术，以评估其商业化潜力。
[1]
https://today.umd.edu/new-battery-technology-could-lead-to-safer-high-energy-electric-vehicles
