較差的倍率性能是無機全固態(tài)鋰離子電池（ASSLIBs）實際應用的一大障礙。集流體界面處的電荷轉移動力學對于高倍率容量至關重要，但通常被忽略。

加拿大西安大略大學孫學良院士、多倫多大學Chandra Veer Singh、國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責任公司王建濤等在25和-10 °C下研究了LiCoO₂/Li₃InCl₆(LCO/LIC)ASSLIBs中鋁箔集流體和復合正極之間的界面演變。

圖1. 集流體界面的表征和模擬

結果表明，在室溫下，鋁箔和LIC SSE界面處的副反應是降低電化學性能的主要挑戰(zhàn)，這會造成鋁箔腐蝕和LIC分解；在低溫下，除了副反應外，低Li⁺和電子轉移動力學限制了無機ASSLIBs的電化學性能。幸運的是，石墨烯類碳(GLC)涂層改性鋁箔可避免鋁箔與LIC SSE的直接接觸，從而避免鋁箔的腐蝕和LIC SSE的分解。

結果，實現(xiàn)了顯著改善的電化學性能，包括更高的容量、降低的電壓極化和更好的循環(huán)穩(wěn)定性，更重要的是，GLC改性顯著提高了倍率性能。

圖2. 室溫下的電化學性能

研究顯示，GLC-ASSLIB具有102.9 mAh g^-1的高初始容量，在1 C下循環(huán)150次后容量保持率為89.1%，即使在5 C下也實現(xiàn)了69 mAh g^-1的高倍率容量，這超過了美國先進電池聯(lián)盟（USABC）對快充電池的目標。

這項研究的結果表明，集流體作為正極的外部界面對于無機 ASSLIBs 的性能至關重要，在設計全氣候環(huán)境下的快充ASSLIBs時，應同時考慮界面反應和動力學。

圖3. 低溫下的電化學性能和XPS表征