文章研究了堆叠压力对全固态氟离子电池中BiF3阴极材料的复杂影响。通过系统实验和表征技术，发现堆叠压力显著影响电池的电化学性能、相演变和动力学行为。在150-180 MPa的优化压力范围内，电池表现出更高的容量、库仑效率和长期循环稳定性。研究揭示了压力通过改善机械接触、抑制氧相关界面降解以及调节离子传输动力学来提升性能的机制。此外，文章还探讨了压力对BiF3阴极相演变和氧杂质扩散的影响，为高性能全固态氟离子电池的设计提供了重要见解。
全固态氟离子电池(ASSFIBs)因其高理论能量密度和热稳定性而成为锂离子电池的有前景替代品。然而，转换型阴极材料如BiF3在实际应用中面临循环稳定性差和倍率性能有限等问题，这些问题主要归因于不利的动力学和界面降解。
研究发现，随着堆叠压力从24 MPa增加到221 MPa，电池过电位降低约50 mV，同时放电和充电容量均得到提升。然而，当压力进一步增加到410 MPa时，过电位开始上升，表明存在最佳压力范围。
在180 MPa的优化压力下，电池表现出优异的循环稳定性，15次循环后仍能保持约115 mAh g-1的放电容量。相比之下，无压力条件下的电池在10次循环内容量就急剧衰减至50 mAh g-1以下。
通过原位和异位XRD分析发现，堆叠压力显著影响BiF3阴极的相演变过程。在20 MPa压力下，BiOF相不再形成，取而代之的是观察到富氟的BiO0.1F2.8相。随着压力增加，BiO0.1F2.8的形成量先减少后增加，表明存在压力依赖的F-和O2-扩散动力学竞争。
采用原位电化学阻抗谱结合弛豫时间分布(DRT)分析，揭示了电荷转移和F-扩散是主要的SOC依赖动力学限制过程。研究发现，在430 MPa的超高压力下，F-迁移率受到抑制，特别是在缺陷丰富的Bi/BiF3阴极阶段，这解释了容量衰减现象。
研究证实堆叠压力对ASSFIBs的影响是多方面的，涉及机械接触、竞争性离子传输和相演变之间的复杂相互作用。优化堆叠压力对于平衡机械稳定性、离子传输和相可逆性至关重要，是实现高性能氟离子电池系统的关键因素。