锂电大牛Jürgen Janek教授Joule：硫化物（氧）卤化物双电解质固态电池界面关键降解因素

本文系统研究了硫化物|(氧)卤化物双电解质固态电池中三相边界（硫化物电解质、(氧)卤化物正极与活性材料共存界面）的电化学降解机制。背景方面，固态电池使用锂金属负极可提升能量密度，但单一硫化物电解质对正极稳定性差（上限~2.5 V），而(氧)卤化物电解质与锂负极兼容性存疑，因此双电解质构型成为研究热点。研究目的旨在揭示三相边界的降解是否具有普遍性及其具体机制，通过比较六种(氧)卤化物（LIC、LSC、LZC、LNOC、LTOC、LZOC）在单层和双层电解质固态电池中的循环性能、阻抗谱及电化学老化行为。结论表明，三相边界的有害影响与(氧)卤化物化学组成无关，是导致电池性能衰减的关键因素——非原位XPS证实该边界生成M-Sx化合物及单质硫/氧化硫化物等降解产物，Operando XPS进一步揭示当极化超过(氧)卤化物稳定窗口（≥4.3 V）时，会触发两种电解质直接反应，释放硫气体。引入(氧)卤化物中间层虽可避免三相边界并提升循环稳定性，但会牺牲电池厚度、重量和成本。未来需通过超薄涂层或开发更稳定的(氧)卤化物等界面工程策略解决该不稳定性。