全固态电池有望同时解决传统锂离子电池面临的比能量、循环寿命以及安全性等问题，是未来大容量、高安全二次电池发展的重要发展方向。固体电解质是实现全固态锂电池高能量密度、高循环稳定性和高安全性能的关键。硫银锗矿型硫化物固体电解质（Li₆PS₅Cl）因离子电导率高、机械性能好等优点而备受关注。但是，Li₆PS₅Cl与锂金属之间的氧化还原反应以及其导致的界面不稳定性、电池性能急剧衰退等问题严重制约了其实际应用。

近日，中国科学院大学的刘向峰教授、张天然副教授等人提出了“通过电子再分布抑制固-固界面氧化还原反应的新策略”，显著改善了Li₆PS₅Cl电解质与金属锂之间界面稳定性。

研究要点：

1、通过Mg和F的引入调控了Li₆PS₅Cl（LPSC）中的电子分布，制备了一种抗氧化还原的电解质Li₆PS₅Cl-MgF₂（LPSC-MF）。Mg的引入诱导S原子周围的电子聚集，阻碍了电子与锂金属间的传递；F产生了自限制的LiF界面，进一步阻碍了LPSC与锂金属之间的氧化还原反应。

2、密度泛函理论计算验证和揭示了硫化物电解质抗氧化还原性质的起源。相比于LPSC电解质的，LPSC-MF具有更大的能带间隙，阻碍了S原子与锂金属的电子转移。因此，有效抑制了电解质与锂金属的界面反应。

3、这种抗氧化还原的LPSC-MF电解质展现出高的临界电流密度（是LPSC电解质的2.3倍）。LiCoO₂/LPSC-MF/Li电池表现出优异的循环稳定性：在0.2 C倍率下，100次循环后的容量保持率为93.3%。

该工作证实了抑制硫化物电解质自身氧化还原活性对于改善其与锂金属界面稳定性的重要性，为解决硫化物固体电解质与锂金属界面不稳定性提供了新思路。