孟颖Joule：冷冻电镜揭示金属锂与LiPON固体电解质界面的稳定性

研究团队：加州大学圣地亚哥分校孟颖教授，王雪锋
研究内容：报道了结合冷冻聚焦离子束（cryo-FIB）和冷冻电镜（cryo-EM）来研究固态电池界面SEI组成及演化机理。研究人员通过使用cryo-FIB和cryo-EM，成功地保护并研究了锂金属/LiPON界面。研究发现，在金属锂中存在氮(N)和磷(P)浓度梯度，以及由嵌入在非晶态基质中的结晶分解产物组成的，约80 nm厚的金属锂/LiPON跨界面相。随后通过XPS深度剖面结果证实，其SEI组分为Li2O、Li3N和Li3PO4，并具有独特的多层镶嵌分布。基于这些观察结果，研究人员提出了一个多层马赛克（multilayer-mosaic）SEI模型。与最先进的有机液体电解质中常见的SEI相比，这种独特的SEI纳米结构小于80 nm，并且稳定且不含任何有机含锂物质或氟化锂成分。研究发现提供了对此类SEIs的纳米结构和化学的见解，这些SEIs是锂金属电池中稳定锂金属负极的关键成分。
文献信息：Unveiling the Stable Nature of the Solid Electrolyte Interphase between Lithium Metal and LiPON via Cryogenic Electron Microscopy. (Joule, 2020, DOI：10.1016/j.joule.2020.08.013) [原文链接]