Origin of fast charging in solid-state batteries revealed by Cryo-transmission X-ray microscopy

固态 材料科学 X射线 显微镜 透射电子显微镜 纳米技术 光电子学 工程物理 光学 物理
作者
J.D. Liu,Yajie Song,Lei Zhu,Wei Zhao,Hanwen An,Zinan Zhou,Zihan Xu,Menglu Li,Biao Deng,Jiajun Wang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:121 (51)
标识
DOI:10.1073/pnas.2410406121
摘要

The interface issue poses a limitation on the fast charging of solid-state batteries (SSBs), with the high-impedance non-Faraday electric field serving as a pivotal factor. However, the mechanism of fast-charging capability degradation triggered by the dynamic evolution of non-Faraday electric fields remains unclear due to the lack of particle-scale nondestructive detection techniques. Here, we dissect the generation and elimination processes of non-Faradaic electric field in segments using the developed operando cryogenic transmission X-ray microscopy (Cryo-TXM). This method accurately tracks the ion self-balancing pathways in LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811) post-fast-charging, elucidating the high polarization during late charging caused by exacerbated irreversible local electric field. By intermittently applying reverse potential during fast charging to alleviate the exacerbation of non-Faradaic electric field at the cathode interface, we achieved a roughly 400% reversible capacity increase of SSBs at 10 C. This insightful dynamic imaging method effectively captures and resolves the transient, opaque signals within SSBs, significantly enhancing their fast-charging performance.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Keyan完成签到,获得积分10
刚刚
完美世界应助鲤鱼吐司采纳,获得10
1秒前
科目三应助xiaoxiao采纳,获得10
1秒前
啊我吗完成签到,获得积分10
1秒前
小蘑菇应助SH采纳,获得10
2秒前
2秒前
可靠水蓝完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
久荣完成签到,获得积分20
4秒前
FashionBoy应助Zzzooo采纳,获得10
5秒前
小蚂蚁发布了新的文献求助10
5秒前
隐形曼青应助干净机器猫采纳,获得10
5秒前
大圣完成签到,获得积分10
7秒前
司徒文青应助浅尝离白采纳,获得30
7秒前
letty发布了新的文献求助50
7秒前
7秒前
asdfqwer应助无奈的小虾米采纳,获得10
7秒前
jianrobsim完成签到,获得积分10
7秒前
Suzy完成签到,获得积分10
8秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
lililily完成签到,获得积分20
8秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
苏苏完成签到,获得积分10
9秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
Fortune发布了新的文献求助10
9秒前
HEIKU应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
HEIKU应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
TTT完成签到 ,获得积分10
9秒前
yar应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
朴素的仙人掌应助久荣采纳,获得10
9秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
auraro应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
wanci应助CARL采纳,获得10
10秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
坦率耳机应助我是zpb采纳,获得10
10秒前
Jae完成签到 ,获得积分10
10秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Near Infrared Spectra of Origin-defined and Real-world Textiles (NIR-SORT): A spectroscopic and materials characterization dataset for known provenance and post-consumer fabrics 610
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
MATLAB在传热学例题中的应用 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3304096
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2938155
关于积分的说明 8487199
捐赠科研通 2612395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1426663
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 662744
邀请新用户注册赠送积分活动 647318