锂金属负极因其高理论比容量和最低电化学电位而被视为下一代能源存储系统的"圣杯"。由于对安全使用锂金属负极的需求以及液态电解质易燃性引起的安全问题，促进了全固态锂金属电池（ASSLMB）的发展。硫化物固态电解质（SSE）因其高离子导电性而受到关注，并且其柔软和可塑的特性使其能够适应冷压工艺，与锂金属负极形成紧密接触，展现出在ASSLMB中应用的潜力。然而，SSE在高能量密度锂金属电池中的应用受到对锂金属负极与SSE界面演化和机制理解不足的限制。为了优化SSE和锂金属负极之间的界面，了解涉及形态和化学演化、锂镀层/剥离动态以及固态电解质界面（SEI）动态的界面行为至关重要。不幸的是，由于SEI的隐蔽性和锂金属负极的敏感性，检测界面演化是一个挑战。尽管已经采用了光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）等新型原位显微技术来观察ASSLMB中的锂沉积过程和锂枝晶穿透，但由于分辨率限制和电子损伤，锂镀层/剥离的详细微观形态演化和SEI形成仍然不清楚。因此，迫切需要具有高分辨率和非破坏性检测能力的原位可视化技术来揭示ASSLMB中的形态演变。原位X射线光电子能谱（XPS）也已被用于监测界面的化学变化，但现有的技术主要使用锂金属溅射靶来产生锂离子，这与实际电池中真实锂金属负极的情况完全不同。并且与单一的原位表征技术相比，结合高分辨率形态策略和化学组分检测方法可以更精确地解析界面演化机制。通过同时追踪形态和化学过程，可以更有效地分离锂镀层/剥离过程与SEI演化，并更有效地研究ASSLMB中的界面机制。因此，结合先进的原位形态和化学组分检测策略对于阐明不同类型的界面演化至关重要，为开发下一代SSE和实施有效的界面工程提供了宝贵的见解。
研究团队通过使用多种先进的原位分析技术，包括电化学阻抗谱(EIS)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和Kelvin Probe力显微镜(KPFM)，研究人员成功地分离并观察了全固态锂金属电池中不同固态电解质(SSE)界面的形态演变、化学演化、锂镀层/剥离动态以及固态电解质界面(SEI)的动态。研究发现，尽管LGPS电解质的锂镀层速度比LPS快，但两种电解质在镀层过程中的SSE分解速度和SEI形成速度相似。通过利用LGPS和LPS的优势，开发了一种LPS-LGPS-LPS三明治结构的电解质，它展示了可接受的离子导电性和良好的界面稳定性。此外，使用原位KPFM技术有效地可视化了不同SSE界面处锂离子的分布，揭示了在过电位下LGPS|LPS界面处锂离子的富集现象。这些发现为深入理解不同类型的界面演化过程提供了重要见解，并为通过利用电解质的独特界面行为来增强固态电解质的性能提供了一种方法，这对于优化未来的固态电解质和设计有效的界面工程策略具有重要价值。
