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與鋰離子電池相比，固態電池提供了完全不同的化學機械環境。例如，固態電解質（SSE）不會流動以潤濕體積變化的負極顆粒的表面，這可以穩定SEI的形成。具有硅基負電極的SSB與使用非水電解質溶液的電池相比表現出改善的循環穩定性。此外，具有各種合金基負極（硅和鋁）的SSB可以實現高能量密度和比能，甚至接近具有過量鋰的鋰金屬SSB。然而，最近的合金負極 SSB 演示使用了鑄造顆?；驈秃想姌O，其概念上與傳統鋰離子電池電極相似?？紤]到 SSB 不同的化學機械環境，其他電極概念對于長期耐用性可能是可行的，包括開發致密箔電極。與鋰金屬物理合金化的厚（>100 μm）銦箔或鋁箔已被用作 SSB 負極，以充當鋰匯，但這些厚箔具有大量多余的材料，導致能量密度低，這對于實際應用來說是不現實的。此外，避免使用鋰金屬進行預鋰化有利于規?；姵厣a。
圖文導讀
SSB 內各種負極的能量指標和負極結構。
采用鋁基負極的全固態電池的電化學行為。
各種電池配置中鋁基電極的循環、倍率行為、阻抗和 GITT。
循環前后鋁基負極的非原位 XRD 表征。
Al 94.5 In 5.5和鋁箔在 SSB 循環不同階段的異位低溫 FIB-SEM 測量。
總結
長期以來，人們一直在尋求將合金基負極用于非水電解質溶液的電池，但在實際相關的面積容量和電極厚度條件下尚未實現穩定的循環。該研究結果表明，固態結構以及負極的微結構工程對于實現穩定的全固態二次鋰基電池具有明顯的優勢。
研究人員發現，致密的鋁基負極在 SSB 內的鋰化和脫鋰過程中保持緊湊，并避免了廣泛的 SEI 形成，這種現象困擾著非水電解質溶液電池中的合金，從而限制了性能。這種行為可能是由于全固體堆棧引起的機械限制，以及負極和 SSE 之間相對穩定且平坦的界面接觸（與使用非水電解質溶液的電池中穩定增加的界面面積相反）。通過添加微量合金元素可以提高SSB循環性能；5.5 at% 的銦可增強可逆性并改善倍率行為。這是由于分布的高擴散率 LiIn 相使得鋰與鋁能夠在大的界面面積上發生反應，從而增強倍率行為，同時還最大限度地減少脫鋰過程中的鋰捕獲。
這些發現表明，可以將箔合金基金屬電極用于全固態鋰基電池，從而避免漿料涂覆的需要。此外，箔合金基金屬電極提供了使用一種結構作為離子存儲電極和集電器的可能性。未來優化合金成分和微觀結構、確定除銦以外的其他元素添加的影響以及了解材料演變的努力預計將能夠進一步提高性能。
