华中科技大学余创团队：硅掺杂如何影响全固态硫化物电池中锂金属-电解质界面的动力学稳定性？

本文针对Li10SnP2S12型硫化物电解质与锂金属负极界面稳定性差的问题，提出了一种Si4+替代Sn4+的阳离子掺杂策略，从反应动力学角度提升界面稳定性。研究背景是硫化物电解质虽有高离子电导率和优异机械性能，但与锂金属接触后易还原分解，限制了实际应用。研究目的是通过Si掺杂提高电解质耐还原稳定性、延缓与锂金属的反应速率，并减少界面副产物生成。结论显示，最优掺杂量x=0.5时，电解质保持3.0 mS/cm的高离子电导率和0.22 eV的低活化能，对称电池循环时长超过未改性电池的4倍，临界电流密度提升至2.1 mA/cm2（提高40%），全电池稳定循环圈数超过7倍，倍率性能优异。该策略有效构筑了动力学稳定的电解质/锂金属界面，为高性能全固态硫化物电池提供了新思路。研究得到了国家重点研发计划与国家自然科学基金支持。