六、结构-特性相关性：包覆厚度和锂离子扩散某些表面包覆会阻碍离子扩散，但提供其他优势，而某些包覆可以增强离子扩散，但损害其他性能。在采用包覆时，折衷考虑这些影响一直是电池研究的重点。包覆厚度与包覆层的锂离子扩散率之间的结构特性相关性是衡量折衷标准的一个有效方法。图10提供了扩散时间与包覆厚度的关系。大多数氧化物和氟化物的锂离子扩散率极低。对于较厚的包覆，扩散时间更长。这些表面包覆厚度应小于10nm，以获得更好的电化学性能。

                      图10、比较了不同包覆材料在300 K时相对于包覆厚度的扩散时间
七、全固态电池正极材料包覆

7.1、全固态电池（SSB）中正极包覆的必要性和作用全固态电池由于高的安全性被认为是电池研发的重点。但是，固体电解质（SE）与正极材料直接接触时存在不稳定问题。当与正极材料直接接触时，SE易氧化，形成电阻性界面并增加电池阻抗，导致容量快速衰减。SSB中也需要正极材料表面包覆，抑制这些氧化反应。因此，SSB正极材料需要电绝缘和离子导电的表面包覆层。

                           图11、固态电池中复合正极的各种界面。

   无机SE可以分为三大类：氧化物，硫化物和硫银锗矿。与氧化物SE相比，硫化物SE具有极高的离子电导率，但化学稳定性较低，且电压窗口较窄，导致电池能量密度有限。另外，当与正极材料直接接触时，硫化物SEs形成电阻性界面，界面电阻增加。

7.2、SSB中正极包覆的挑战包覆层应均匀且完全覆盖正极颗粒，并保证正极颗粒之间的接触以提供导电网络。硬而脆的包覆层在电极制造过程中易形成裂纹，因此形成颗粒接触，但可能导致SE分解。如果包覆层是塑性且可变形，则它可以通过变形而形成新的接触点而不会形成裂纹。表面包覆应抑制或适应正极材料的体积变化，以保持颗粒间的接触。另外，正极活性材料和SE之间也可能相互扩散。包覆会抑制这种相互扩散，减轻电阻性界面的形成。

                图12、正极与固体电解质之间界面处产生的关键问题，以及由于正极包覆带来的好处。

八、总之，SSB中正极包覆层应具有以下特性：

1、提供物理屏障，防止副反应；

2、防止相互扩散，抑制电阻性界面的形成；

3、电子电导率低，避免SE的氧化还原反应；

4、高的离子电导率，改善界面处的电荷转移；

5、良好的机械性能，适应正极材料的体积变化，并防止接触损失；

6、降低界面电阻。