Solid-Solution or Intermetallic Compounds: Phase Dependence of the Li-Alloying Reactions for Li-Metal Batteries

金属间化合物 合金 固溶体 相(物质) 化学 热力学 化学工程 材料科学 冶金 有机化学 物理 工程类
作者
Yadong Ye,Huanyu Xie,Yinghui Yang,Yuansen Xie,Yuhao Lu,Jinxi Wang,Xianghua Kong,Song Jin,Hengxing Ji
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
被引量:41
标识
DOI:10.1021/jacs.3c08711
摘要

Electrochemical Li-alloying reactions with Li-rich alloy phases render a much higher theoretical capacity that is critical for high-energy batteries, and the accompanying phase transition determines the alloying/dealloying reversibility and cycling stability. However, the influence of phase-transition characteristics upon the thermodynamic properties and diffusion kinetic mechanisms among the two categories of alloys, solid-solutions and intermetallic compounds, remains incomplete. Here we investigated three representative Li-alloys: Li-Ag alloy of extended solid-solution regions; Li-Zn alloy of an intermetallic compound with a solid-solution phase of a very narrow window in Li atom concentration; and Li-Al alloy of an intermetallic compound. Solid-solution phases undertake a much lower phase-transition energy barrier than the intermetallic compounds, leading to a considerably higher Li-alloying/dealloying reversibility and cycling stability, which is due to the subtle structural change and chemical potential gradient built up inside of the solid-solution phases. These two effects enable the Li atoms to enter the bulk of the Li-Ag alloy to form a homogeneous alloy phase. The pouch cell of the Li-rich Li20Ag alloy pairs with a LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode under an areal capacity of 3.5 mAh cm-2 can retain 87% of its initial capacity after 250 cycles with an enhanced Coulombic efficiency of 99.8 ± 0.1%. While Li-alloying reactions and the alloy phase transitions have always been tightly linked in past studies, our findings provide important guidelines for the intelligent design of components for secondary metal batteries.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Jessie完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
didiaonn完成签到,获得积分10
5秒前
LWWW12完成签到,获得积分10
5秒前
eric888应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
SJJ应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
聪明凡之应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
王w应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
香蕉诗蕊应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
王w应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
eric888应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
SJJ应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
yang完成签到,获得积分10
7秒前
Agu完成签到,获得积分10
8秒前
求助人员发布了新的文献求助10
9秒前
徐立涛发布了新的文献求助10
11秒前
www发布了新的文献求助10
11秒前
meili完成签到,获得积分10
14秒前
格拉希尔完成签到,获得积分10
14秒前
阔达的马里奥完成签到 ,获得积分10
16秒前
abcd_1067完成签到,获得积分10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
诗梦完成签到,获得积分10
18秒前
姬鲁宁完成签到 ,获得积分10
19秒前
www完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
风趣秋白完成签到,获得积分0
20秒前
21秒前
CN1681681发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5604083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688908
关于积分的说明 14856973
捐赠科研通 4696430
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541128
邀请新用户注册赠送积分活动 1507314
关于科研通互助平台的介绍 1471851