An Air‐Stable and Li‐Metal‐Compatible Glass‐Ceramic Electrolyte enabling High‐Performance All‐Solid‐State Li Metal Batteries

材料科学 陶瓷 电解质 快离子导体 离子电导率 无定形固体 烧结 金属 化学工程 电导率 电化学窗口 电化学 复合材料 电极 冶金 物理化学 结晶学 工程类 化学
作者
Feipeng Zhao,Sandamini H. Alahakoon,Keegan R. Adair,Shumin Zhang,Wei Xia,Weihan Li,Chuang Yu,Renfei Feng,Yongfeng Hu,Jianwen Liang,Xiaoting Lin,Yang Zhao,Xiaofei Yang,Tsun‐Kong Sham,Huan Huang,Li Zhang,Shangqian Zhao,Shigang Lu,Yining Huang,Xueliang Sun
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (8) 被引量:78
标识
DOI:10.1002/adma.202006577
摘要

Abstract The development of all‐solid‐state Li metal batteries (ASSLMBs) has attracted significant attention due to their potential to maximize energy density and improved safety compared to the conventional liquid‐electrolyte‐based Li‐ion batteries. However, it is very challenging to fabricate an ideal solid‐state electrolyte (SSE) that simultaneously possesses high ionic conductivity, excellent air‐stability, and good Li metal compatibility. Herein, a new glass‐ceramic Li 3.2 P 0.8 Sn 0.2 S 4 (gc‐Li 3.2 P 0.8 Sn 0.2 S 4 ) SSE is synthesized to satisfy the aforementioned requirements, enabling high‐performance ASSLMBs at room temperature (RT). Compared with the conventional Li 3 PS 4 glass‐ceramics, the present gc‐Li 3.2 P 0.8 Sn 0.2 S 4 SSE with 12% amorphous content has an enlarged unit cell and a high Li + ion concentration, which leads to 6.2‐times higher ionic conductivity (1.21 × 10 −3 S cm −1 at RT) after a simple cold sintering process. The (P/Sn)S 4 tetrahedron inside the gc‐Li 3.2 P 0.8 Sn 0.2 S 4 SSE is verified to show a strong resistance toward reaction with H 2 O in 5%‐humidity air, demonstrating excellent air‐stability. Moreover, the gc‐Li 3.2 P 0.8 Sn 0.2 S 4 SSE triggers the formation of Li–Sn alloys at the Li/SSE interface, serving as an essential component to stabilize the interface and deliver good electrochemical performance in both symmetric and full cells. The discovery of this gc‐Li 3.2 P 0.8 Sn 0.2 S 4 superionic conductor enriches the choice of advanced SSEs and accelerates the commercialization of ASSLMBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
張医铄完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
Ann发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
幽壑之潜蛟应助星辰采纳,获得10
2秒前
3秒前
可爱的函函应助动次打次采纳,获得10
3秒前
情怀应助李麟采纳,获得10
3秒前
kikiii完成签到 ,获得积分10
4秒前
如意烨霖发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
AliHamid发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
彭于晏应助毕十三采纳,获得10
6秒前
coco完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
研学完成签到,获得积分10
7秒前
Lillian发布了新的文献求助10
9秒前
娃娃兵完成签到,获得积分10
10秒前
mint发布了新的文献求助10
11秒前
xuulanni发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
白学长应助shuangcheng采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
土豆丝P应助AliHamid采纳,获得10
15秒前
15秒前
闪闪雨雪完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
幽壑之潜蛟应助zgs采纳,获得10
17秒前
活泼千雁发布了新的文献求助10
18秒前
脑洞疼应助搞怪惜梦采纳,获得10
19秒前
19秒前
21秒前
lsk完成签到,获得积分20
21秒前
一一发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
Relativism, Conceptual Schemes, and Categorical Frameworks 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3462526
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3056054
关于积分的说明 9050624
捐赠科研通 2745705
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1506521
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696165
邀请新用户注册赠送积分活动 695677