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Nature Materials：ALD改善固态电解质和锂金属的界面浸润以及化学稳定性
随着对高性能、高安全性电池的需求增大，固态电解质作为一个行之有效的方法正在被越来越多的考虑在下一代能量存储材料当中，通过取代电池中的传统液体电解液，以实现电池的高安全、耐高压、电池组装便捷等优势。与此同时，固态电解质可以作为抑制锂金属枝晶的理想材料来用于锂金属电池，通过使用锂金属负极取代电池中的传统石墨负极来实现电池的高能量密度、高功率密度。
在已认识的固态电解质中， 石榴石型（Garnet type）固态电解质由于其高电化学窗口、对锂金属相对稳定的化学界面、相对高的环境空气稳定性以及便与加工性，正被越来越多的人所认识可了解，并被广泛的研究之中。对于固态电解质材料，高的界面电阻和不稳定的化学界面作为限制固态电解质发展的重要瓶颈已经存在数年之久。因此，寻找到有效途径来解决这一重要难题已经成为了电池科学家们研究的重中之重。
最近，由美国马里兰大学胡良兵教授（点击查看介绍）和Eric Wachsman教授率领的团队使用原子层沉积（Atomic Layer Deposition）的方法，通过将氧化铝（Al2O3）层沉积在固态电解质表面，成功的改善了石榴石型固态电解质Li7La2.75Ca0.25Zr1.75Nb0.25O12和锂金属的浸润性和化学稳定性，使得石榴石和锂金属的界面电阻从1710 Ω cm2 降到1 Ω cm2。该工作由团队中的韩晓刚博士、宫云辉博士和付堃博士共同领导研究和撰写完成，并发表在2016年12月19日出版的《自然材料》（Nature Materials）上。
该工作的原创性和重要性得到了世界同行的一致好评。世界著名能量存储材料专家、美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）教授Bruce Dunn和世界锂电池之父、美国科学院与工程院两院院士、美国德州大学奥斯汀分校 （UT Austin）教授John B. Goodenough对该突破性成果给予了高度评价。
Bruce Dunn教授认为 “The work by [the University of Maryland research team] effectively solves the lithium metal-solid electrolyte interface resistance problem, which has been a major barrier to the development of a robust solid-state battery technology.”
John B. Goodenough教授评论到 “This [finding] is of considerable interest to those working to replace the flammable liquid electrolyte of the lithium-ion rechargeable battery with a solid electrolyte from which a lithium anode can be plated dendrite-free when a cell is being charged.”
该工作对于发展未来高能量密度和高安全性全固态电池具有重大突破性意义，同时该原创性的工作为进一步推动锂电池的发展以及商业化提供了重要科学依据。
素材提供：马里兰大学 University of Maryland, College Park
该论文作者为：Xiaogang Han, Yunhui Gong, Kun (Kelvin) Fu, Xingfeng He, Gregory T. Hitz, Jiaqi Dai, Alex Pearse, Boyang Liu, Howard Wang, Gary Rubloff, Yifei Mo, Venkataraman Thangadurai, Eric D. Wachsman, Liangbing Hu
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：
Negating interfacial impedance in garnet-based solid-state Li metal batteries
Nature Mater., 2016, DOI:10.1038/nmat4821
导师介绍
胡良兵教授
http://www.x-mol.com/university/faculty/35057