【研究背景】

厘清固-固电极|电解质界面的电化学-机械耦合，对全固态电池（ASSB）基础研究和电化学机理，有着至关重要的意义，且具有挑战性。鉴于此，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的崔光磊、Shanmu Dong、Chao Yang等人，近日在Advanced Energy Materials期刊上发表文章，采用（同步加速器）X 射线断层扫描、电化学阻抗谱 (EIS)、飞行时间二次离子质谱 (TOF-SIMS) 和有限元分析 (FEA) 建模等技术，详细地剖析了ASSB中Li10SnP2S12电极与电解质界面的电化学-机械耦合作用。

【本文要点】

要点1、非破坏性（同步加速器）X 射线断层扫描结果直观地揭示了固体电解质和电极的意外机械变形以及（电）化学生成的界面的意外演变行为。

要点2、EIS 和 TOF-SIMS 探测结果提供了将相间/电极特性与整体电池性能联系起来的附加信息。

要点3、建模结果通过提供电解质内机械应力/应变和电势/离子通量的详细分布来完成图片。

总的来说，这些结果表明：1）由（电）化学反应引起的界面体积变化可以引发固体电极和电解质的机械变形； 2）整体电化学过程可以加速界面化学反应； 3）重新配置的界面反过来影响SE内的电势分布和电荷传输。这些迄今为止尚未报道的基本发现显着提高了对 ASSB 中复杂的电化学-机械耦合的理解。

Sun, F., Wang, C., Osenberg, M., Dong, K., Zhang, S., Yang, C., Wang, Y., Hilger, A., Zhang, J., Dong, S., Markötter, H., Manke, I., Cui, G., Clarifying the Electro-Chemo-Mechanical Coupling in Li10SnP2S12 based All-Solid-State Batteries. Adv. Energy Mater. 2022, https://doi.org/10.1002/aenm.202103714

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