鈉超離子導(dǎo)體(NASICON)型Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃(LATP)是最有前景的固態(tài)電解質(zhì)(SSEs)之一，因為它具有高鋰離子電導(dǎo)率、高空氣穩(wěn)定性、并且成本低。然而，由于LATP與鋰金屬的高度不相容性，LATP的應(yīng)用較少。

復(fù)旦大學(xué)夏永姚、新加坡材料研究工程研究所Xiaowei Wang等提出了一種簡便且廉價的噴涂方法，以在LATP上構(gòu)建一個商業(yè)氮化硼基脫模劑(BNRA)的薄3D有機(jī)/無機(jī)復(fù)合層。

圖1. BNRA界面層的制備和表征

BNRA界面層具有出色的機(jī)械強(qiáng)度和可觀的柔韌性，可將LATP與鋰負(fù)極的還原隔離開來，結(jié)果BNRA修飾的LATP在脫鋰過程后沒有檢測到Ti⁴⁺的還原產(chǎn)物，證明它可以解決LATP的鋰不相容問題。此外，BNRA中的N原子高度親鋰，允許在Li/BNRA-LATP界面上原位形成Li-N，從而在LATP電解質(zhì)和鋰負(fù)極之間形成穩(wěn)定的Li⁺離子導(dǎo)電介質(zhì)。

圖2. 對稱電池性能

因此，與在貧鋰鋰/鋰對稱電池（2 μm）中無法支持鋰剝離-沉積過程的裸LATP相比，BNRA-LATP運(yùn)行時間約為1800小時。組裝的貧鋰LiFePO₄(LFP)/BNRA-LATP/Li固態(tài)電池在0.5 C時提供了150.9 mAh g^–1的比容量，經(jīng)過500次循環(huán)后容量保持率為92.0%。

此外，BNRA層通過快速的面內(nèi)熱分散消除了基于LATP的固態(tài)電池的熱失控風(fēng)險。這項工作展示了一種針對鋰不相容性和熱失控問題的簡便LATP保護(hù)策略，并確定了界面形成機(jī)制，實現(xiàn)了對高性能低成本SSE的追求。

圖3. 全電池性能

Boron Nitride-Based Release Agent Coating Stabilizes Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3/Li Interface with Superior Lean-Lithium Electrochemical Performance and Thermal Stability. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202201136