首先我：Svenja-K. Otto

完美365体育:通讯网络小说家：Jürgen Janek and Anja Henss

完美365体育:联系政府部门：美国吉森专科大学

♔为了更好地上升电瓶的能量是什么高密度，按照锂合金质件负极(LMA)都是种其极具未来发展的措施，根据它的比功率比石墨负很高10倍上面的。不过，锂合金质件会有锂损毁、枝晶发芽等问題。近的科研一般情况下聚焦在LMA界面改善上，上面的升其可逆转性、性状增强性和功率性。但大部分数科研都屏蔽了锂合金质件客观实在被钝化层遮盖，钝化层的化学成分、厚薄、性状和光滑性对终于性关键的。现在，未能有报导试论数据存储和生产制造步如何快速影晌锂合金质件钝化层或是其对负极和电瓶性的影晌。

【的工作介绍】

𝕴日前, 德国的吉森大专Jürgen Janek和Anja Henss几人理论深入分析了吸收时长和状况对企业锂箔外单单从发现钝化层的不良印象到，用到X放射性元素光電子能谱和飞行器时长三次铝离子质谱对锂外单单从发现开展深入分析方法，察觉到仅仅封口袋会行之有效以防锂外单单从发现被氧化。要不然，尽管在皮胶手套箱中，钝化层强度也会稳步发展加强。用LLZO做为固定硬盘物体电解法抛光质试验固定硬盘容量电池充电中内存的锂箔，然而发现固定硬盘物体电解法抛光质毛糙度和释放水压对抗阻有比大不良印象到。虽然说在LLZO毛糙度大和高压变压器下，钝化层对菜单栏电阻器值没特大不良印象到，但在LLZO毛糙度和水压较低状况下，会强势不良印象到菜单栏电阻器值。以至于，锂钝化层几率会障碍LMA在固定硬盘容量电池充电中的APP。生理反应迟钝性实验操作发现水残余的是皮胶手套箱中锂箔钝化的其主要关键因素。另外，氢气会与新的锂外单单从发现的发生生理反应迟钝。然而发现，吸收先决条件是不良印象到锂合金金属外单单从发现环境的为重要关键因素。有关系理论深入分析收获以“Storage of Lithium Metal: The Role of the Native Passivation Layer for the Anode Interface Resistance in Solid State Batteries”为题撤稿在期刊论文ACS Applied Energy Materials上。

完美365体育:【资源内容】

完美365体育:保管必要条件对锂箔钝化层的关系

完美365体育:图1展现了在紧闭可塑料盒中存贮历时10周的锂箔XPS和ToF-SIMS定性分析。

🐻图 1、的使用(a)XPS溅射后（1 kV溅射5秒钟钟、2 kV 8秒钟和4 kV溅射30秒钟），在手淘箱密封可塑料盒中储存1到10周的锂箔外表研究了解成果，和(b)ToF-SIMS长度研究了解成果。(c)钝化层尺寸随手机存储耗时的波动。

ꦛXPS浅析以及其界定深浅占比表达锂箔上的锂有机化合物不随内存用时而转变。在近单单从表面区城性在线测量到氢硫化锂和碳酸锂。在较深区城性中，可在线测量到硫化锂，在更长用时的溅射后，比较可观察到锂重金属。

🍃即便锂箔上有机化合物在放置期间中实现时有发生变化无常，但化学物质和淬硬层遍布会时有发生确实不错变化无常。第一方面，锂箔从表面的碳酸盐占比时长推移放置时长的曾加而曾加，并在五周后做到100%，而氢钝化物占比一定的少。于此，在溅射一定的时长后钝化物占比较高，之所以重金属占比较低，表述钝化层太厚。

🃏ToF-SIMS长度剖面曲线取决于，存储器日子间隔越长，钝化层越厚。图1b呈现，在存放10周后，比较丰富氢脱色物的部分划分料厚约为44 nm。在相同之处的日子间隔内，比较丰富脱色物的部分划分的料厚从9 nm上升到21 nm。钝化层的成长看变得矩阵合同曲线。

完美365体育:内存所致的锂箔表面上变幻对用户界面电阻器的作用

ꦿ决定LLZO成为SE在固态硬盘安装手机容量电池中软件測試锂箔，以评估报告表面层属性转化的后果。LLZO对锂近乎平稳，以至于需不需要决定30%的表现性现象。贮藏在胶手套箱1和2中的拥有锂箔都实行等势面手机容量电池软件測試。关于这些结构设计，奈奎斯特图下产品 输出阻抗有以下几种区别的供献，它们的是约4 MHz高頻下的LLZO体功率内阻，在50 kHz前后的LLZO晶界功率内阻合在粉红噪声下的Li|LLZO用户界面功率内阻（图2a）。

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图 2、在以LLZO为 SE的对称电池阻抗谱结果。(a)奈奎斯特图。(b)锂箔在手套箱1（p（H₂O和O₂）/p约为1 ppm，变化高达10 ppm）或手套箱2（p（H₂O和O₂ )/p<0.1 ppm，并且变化仅1 ppm)中存储十周后的界面电阻。

图2b显示，尽管界面钝化层发生变化，界面电阻也没有显着差异。所有测量值都在115–185 Ω cm²෴的范围内，这可能与LLZO的粗糙度有关。将带有表面钝化层的软锂箔压在具有高粗糙度的LLZO上，锂箔的形貌会发生剧烈变化。SE可能会在某些区域穿透钝化层，在其他区域钝化层可能会变平，并且在锂无法完全填充LLZO表面的凹痕。所有这些降低了原始钝化层厚度对测试阻抗的影响。

完美365体育:低质度和各种压力对表层阻值的决定

꧅完美365体育:图3呈现了更具至关厚和中上强度钝化层的锂箔输出阻抗侧量值。图4呈现了其他Li|LLZO表面示图图。

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📖图 3、 的不同很糙度和重压下的奈奎斯特图。(a)LLZO用P1000打蜡 至峰值很糙度约160 nm并操作约40 MPa的重压。(b)LLZO用P1000打蜡 ，重压为400 MPa。(c)LLZO用P4000打蜡 至峰值很糙度约为30 nm，配制重压约为40 MPa。(d)LLZO用P4000打蜡 ，配制重压为400 MPa。考试的锂箔在劳保手套箱1封闭型金属盒中处理5或20周。

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完美365体育:图 4、用不同的的LLZO顆粒不光滑度和压力值预估的Li|LLZO软件界面展示图。

🌟图3a表现，有所不同储存方式事件下的抗阻不来源于显著性别差别化。将负压提升到400 MPa（图3b）恐怕消去了以往来源于的小性别差别化，体现了所增施压差的负压存在着极强的引响力。在较低干硬度和40 MPa的负压下，稍厚的钝化层存在着越来越高的菜单栏热敏电阻功率。在较高的负压下，性别差别化也很突出。这体现了较低干硬度下，锂箔無法根据压扁使钝化层裂开，提升菜单栏交往，往往钝化层薄厚对菜单栏抗阻的引响力太大（图4）。实验设计体现了，SE的干硬度和增施压差负压对与LLZO交往的锂彩石箔菜单栏热敏电阻功率起特别要做用。

完美365体育:锂箔在儲存过程中 中腐蚀的问题

为了解释存储锂箔钝化层厚度的增加，将锂箔暴露在干燥的N₂、O₂和CO₂中，以及含有H₂O的Ar中。在暴露22小时内，只有H₂O引起明显变化（图5）。XRD表明暴露于H₂O中的样品完全转化为LiOH。因此，水残留可能是锂箔老化的主要原因。表面上碳酸盐增加可能归因于LiOH与CO₂的反应。然而，CO₂本身并不能为进一步的表面反应提供足够的驱动力。LiOH也可能在锂金属上形成覆盖层，而Li₂O不能形成覆盖层。这可能就是为什么在锂箔表面发现LiOH和Li₂CO₃而Li₂O仅存在于下方的原因。

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图 5、暴露于干燥N₂、O₂和CO₂以及含H₂O的Ar中22小时的锂箔ToF-SIMS深度分布图。

完美365体育:N2的影晌

与氮气反应后，一些存储锂箔变色并变脆。图6a显示了Li₃N对比样和失去光泽的锂箔溅射后的XPS光谱。光谱证实了Li3N的存在。大约393.1 eV的信号对应Li₃N，而较高结合能的信号归因于杂质，可能是通过溅射或分解形成的锂含量较低的锂氮化合物。在Li 1s区域，Li₃N信号出现在52.6 eV左右，在与锂金属位置相同的误差范围内。

图 6、(a)Li₃ꩲN粉末和失去光泽的锂箔溅射后的N 1s和Li 1s的XPS光谱。(b)失去光泽的锂箔ToF-SIMS深度剖面。

ToF-SIMS深度分布如图6b所示，近表面区域不包含Li₃N，因为开始的LiN^–信号强度非常低，而氧化物的强度和氢氧化物相关信号占主导地位。随着溅射时间的延长，LiN^–强度会增加并变得几乎恒定，表明样品完全转化为Li₃N。完全转化表明锂和氮的反应在手套箱气氛下不是自限性的。因此，Li₃N很可能不会形成覆盖层。

完美365体育:【得出结论】

本文研究了手套箱存储条件对商用锂箔钝化层的影响，以及当锂箔用作SSB中的负极时，钝化层对界面电阻的影响。阻抗谱表明，界面电阻很大程度上取决于制备条件，而不是钝化层。粗糙的SE表面和高压力可以显著减小界面电阻，因为SE将穿透钝化层。锂箔与干燥的N₂、O₂和CO₂💧以及潮湿的Ar的反应性测试表明，与残留水的反应可能是钝化层生长的主要因素。总之，储存时间和条件是影响锂箔表面状态的重要因素，需要在电池应用中加以考虑。

ꦑSvenja-K. Otto, Till Fuchs, Yannik Moryson, Christian Lerch, Boris Mogwitz, Joachim Sann, Jürgen Janek, and Anja Henss. Storage of Lithium Metal: The Role of the Native Passivation Layer for the Anode Interface Resistance in Solid State Batteries. ACS Applied Energy Materials. 2021, DOI:10.1021/acsaem.1c02481