氮化硼涂层稳定LATP-Li 界面，实现优异贫锂、热稳定性能

Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3（LATP）是最有前途的固态电解质（SSE）之一，但LATP与锂金属的高度不相容性限制了其应用。复旦大学夏永姚&新加坡科技局材料研究所Wang Xiaowei，提出在LATP上喷涂商业氮化硼基脱模剂(BNRA)的构建3D有机/无机复合保护层，实现了优异的贫锂电化学性能和热稳定性。

【研究亮点】

1. 开发了一种廉价简便的保护层构建方法：使用商用氮化硼基脱模剂(BNRA)对LATP片的表面进行喷涂。

2. BNRA界面层具有出色的机械强度和可观的柔韧性。BN和Li之间的化学相互作用原位形成了Li-N键，降低了界面电阻，从而促进了Li+迁移并提高了界面相容性，同时，LATP和Li之间的反应可以被BNRA界面层完全阻断。

3. BNRA在贫锂Li/Li对称电池（2 µm）中使用改进的LATP（BNRA-LATP）可实现约1800小时的长循环寿命。贫锂Li/BNRA-LATP/LiFePO4固态全电池在500次循环后具有92.0%的容量保持率和高库仑效率，这表明BNRA界面层具有优异的稳定性并能促进高度可逆的锂沉积/溶解。

4. BN的良好导热性保证了电池中及时的热扩散，避免了进一步的热失控，因此BNRA层可以解决固态电解质与Li的不相容性和固态电池的热管理问题，为高性能Li金属固态电池铺平了道路。

图1 a) LATP和b) BNRA-LATP的SEM图像；c) BNRA-LATP的截面SEM图像；d) BNRA-LATP中不同深度元素的原子比；e)半包覆LATP在锂沉积前后的光学照片；f) BNRA层中Li+迁移路径示意图。g) 25 °C下的奈奎斯特图。

图2 a) CV；b) LATP和c) BNRA-LATP对称电池在不同放置时间前后的EIS曲线。d) BNRA-LATP对称电池的沉积/溶解循环。BNRA-LATP对称电池在e) 0.05 mA cm-2和f) 0.2 mA cm-2下的循环性能。g) BNRA-LATP对称电池在不同电流密度下的CCD测试。

图3 a) LATP和BNRA-LATP的热传播实验；从b) Li/LATP/Li和c) Li/BNRA-LATP/Li样品的ARC测试中收集的时间-温度曲线。