一、背景介紹在追求高能量密度的便攜式電子產品和電動汽車領域，全固態電池（ASSB）展現出巨大潛力。通過使用固體電解質和金屬鋰，ASSB在能量密度和安全性提升方面具有優勢。當前的固體電解質能提供與商業液體電解質相當的高離子電導率（10^-3 S cm^-1）。正極材料的容量限制成為實現高能量密度全固態電池的關鍵問題。富鋰錳基正極材料因其雙氧化還原中心和獨特的Li-O-Li結構，為提供超過250 mAh g^-1的容量提供了新途徑。這類材料具有寬電化學窗口，富鋰錳基氧化物（LRMO）正極材料由于其優異的電化學性能和可持續性優勢，成為優秀的正極候選材料。Mn元素的無毒性和高地殼豐度賦予LRMO生態友好和低成本特性，因此，結合鋰負極和本質安全的無機固體電解質，LRMO正極有望實現高能量密度、安全性和可持續性。然而，LRMO正極材料在高壓下存在表面Mn-O鍵不飽和配位問題，導致氧氧化不可逆，進而破壞LRMO|固體電解質（SE）界面，影響離子傳輸效率。現有策略雖能提高富鋰正極材料的陰離子反應可逆性，但在LRMO表面引入的惰性成分阻礙了鋰離子在LRMO|SE界面的傳輸。因此，關鍵但尚未解決的問題在于如何改善LRMO正極復合材料中界面鋰離子傳輸。二、正文部分為解決上述問題，清華大學張強教授及其團隊提出了一種有效的工程策略。該策略涉及在LRMO材料（Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2）表面鍵合亞硫酸鹽（SO3^2-）并同時與無定形硫酸鋰形成高離子傳導通路。通過這一過程，穩定聚陰離子取代了弱鍵合的表面氧，實現O2-電荷補償轉移到SO3^2-，有效防止表面氧的過度氧化。穩定界面和良好的離子傳輸網絡的形成，使得基于改性Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2（S-LRMO）正極的全固態鋰電池可提供高達248和225 mAh g^-1的高比容量（在1.1和2.9 mAh cm^-2下），并展現出4.6 V對Li/Li+的出色長期循環穩定性（在1.0 C電流密度下循環300次后容量保持率約為81.2%）。研究通過原位恒電流電化學阻抗譜（GEIS）和弛豫時間分布（DRT）技術，結合X射線光電子能譜（XPS）、X射線吸收光譜（XAS）和飛行時間二次離子質譜（TOF-SIMS）等手段，揭示了在循環過程中LRMO正極中界面動力學和界面化學演變的規律。結果表明，穩定的S-LRMO|SE界面以及循環過程中良好的界面電荷轉移是電化學性能顯著改善的關鍵。該研究成果以“Eliminating interfacial O-involving degradation in Li-rich Mn-based cathodes for all-solid-state lithium batteries”為題發表在《Science Advances》綜述類國際頂級期刊。研究亮點包括通過在LRMO材料表面鍵合亞硫酸鹽（SO3^2-）和形成高離子傳導通路，防止表面氧過度氧化，以及在1.0 C的電流密度下循環300次后，基于S-LRMO正極的全固態鋰電池容量保持率約為81.2%的出色長期循環穩定性。圖文分析顯示，S-LRMO正極材料通過表面鍵合亞硫酸鹽和形成高離子傳導通路，有效抑制了表面氧的過度氧化，促進了穩定界面和良好離子傳輸網絡的形成。這不僅提高了全固態鋰電池的電化學性能，而且為開發高能量密度、高安全性的全固態鋰電池提供了新途徑。