石榴石基固体电解质（SSE）因其高离子电导率和优异的化学/电化学稳定性而受到广泛关注。然而，Li/SSEs界面润湿性差导致的高界面电阻以及由此产生的锂枝晶渗透严重阻碍了石榴石基全固态锂金属电池（ASSLMB）的实际应用。使用磁控溅射、原子层沉积、气相沉积和其他先进的表面涂层技术，在石榴石SSE上涂覆一些具有优异亲锂性的材料，能够改善Li的初始润湿性并降低界面阻抗。然而，上述技术的高复杂性、苛刻的操作条件以及对昂贵设备的要求阻碍了其在实际中的大规模应用。

博士研究生程安然在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表了题为Low-cost molten salt coating enabling robust Li/garnet interface for dendrite-free all-solid-state lithium batteries的文章。该文章开发了一种低成本、简便的熔盐涂覆方法，在石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）SSE表面均匀涂覆超薄SnF₂膜。在高温下锂化后，SnF₂膜原位转变为由LiF和Li₂₂Sn₅组成的混合界面相。高度亲锂的Li₂₂Sn₅合金使得Li和LLZTO之间形成紧密接触，而电子阻塞的LiF阻止了Li在LLZTO内的原位沉积。值得注意的是，由于盐种类丰富，加热处理成本和复杂度较低，所提出的熔盐涂层策略使得功能界面设计具有更大的自由度，并有望大规模应用。

要点一：熔盐的筛选

所选盐的熔点应高于锂金属的熔点，以避免在与锂金属反应之前盐膜和石榴石SSE之间的键断裂。此外，所选盐的阳离子易于与Li合金化，形成亲锂界面，而形成的Li盐应具有电子阻挡性，以增强石榴石/Li界面的稳定性。

要点二：杂化界面相的构建

根据上述筛选原则，选择SnF₂作为原型实例，以证明熔盐涂覆方法在提高石榴石SSE界面稳定性和抑制Li渗透方面的作用。结果表明，涂敷在LLZTO表面上的SnF₂膜锂化后原位形成LiF/Li₂₂Sn₅杂化界面相，显著抑制了Li渗透到石榴石中，改善了电池循环稳定性。

要点三：杂化界面相抑制锂渗透机理

杂化界面相中亲锂的Li₂₂Sn₅合金显著改善了锂负极和LLZTO的初始接触并缓解了循环过程中界面的体积变化。另外，具有宽能隙的LiF能够阻碍电子从锂负极渗透至LLZTO，从而避免了锂在LLZTO内部的原位析出。

前瞻

目前，关于锂合金负极改善固态电解质/电极界面接触，提高循环稳定性的机理有待进一步探究。其中，不同的合金中锂的扩散系数对于界面的稳定性至关重要，需要重点研究。另外，熔盐阴离子衍生的组分有望作为一种功能性间相，调节界面处的离子/电子输运以及锂的电镀/剥离行为。因此，功能性间相的作用（如阻塞电子渗透，增强离子输运）也需要通过一些先进的表征和计算进一步探究。

文章链接

Low-cost molten salt coating enabling robust Li/garnet interface for dendrite-free all-solid-state lithium batteries

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138236