Visualizing plating-induced cracking in lithium-anode solid-electrolyte cells

电解质 材料科学 阳极 开裂 电镀(地质) 锂(药物) 电极 复合材料 金属锂 化学工程 合金 冶金 化学 物理化学 地质学 医学 地球物理学 内分泌学 工程类
作者
Ziyang Ning,Dominic Spencer Jolly,Guanchen Li,Robin De Meyere,Shengda D. Pu,Yang Chen,Jitti Kasemchainan,Johannes Ihli,Gong Chen,Boyang Liu,Dominic L. R. Melvin,Anne Bonnin,Oxana V. Magdysyuk,Paul Adamson,Gareth O. Hartley,Charles W. Monroe,T.J. Marrow,Peter G. Bruce
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:20 (8): 1121-1129 被引量:420
标识
DOI:10.1038/s41563-021-00967-8
摘要

Lithium dendrite (filament) propagation through ceramic electrolytes, leading to short circuits at high rates of charge, is one of the greatest barriers to realizing high-energy-density all-solid-state lithium-anode batteries. Utilizing in situ X-ray computed tomography coupled with spatially mapped X-ray diffraction, the propagation of cracks and the propagation of lithium dendrites through the solid electrolyte have been tracked in a Li/Li6PS5Cl/Li cell as a function of the charge passed. On plating, cracking initiates with spallation, conical ‘pothole’-like cracks that form in the ceramic electrolyte near the surface with the plated electrode. The spallations form predominantly at the lithium electrode edges where local fields are high. Transverse cracks then propagate from the spallations across the electrolyte from the plated to the stripped electrode. Lithium ingress drives the propagation of the spallation and transverse cracks by widening the crack from the rear; that is, the crack front propagates ahead of the Li. As a result, cracks traverse the entire electrolyte before the Li arrives at the other electrode, and therefore before a short circuit occurs. Lithium dendrite propagation through ceramic electrolytes can prevent the realization of high-energy-density all-solid-state lithium-anode batteries. The propagation of cracks and lithium dendrites through a solid electrolyte has now been tracked as a function of charge.
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
Lisheng000完成签到,获得积分10
1秒前
称心的翼完成签到,获得积分10
3秒前
hy完成签到 ,获得积分10
3秒前
香蕉谷芹完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
科研通AI6.3应助PP采纳,获得10
7秒前
无花果应助美满鸽子采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
PengqianGuo完成签到,获得积分10
10秒前
在水一方应助酷酷采纳,获得10
11秒前
田様应助甜美乘云采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
明亮紫易发布了新的文献求助10
13秒前
NexusExplorer应助冷静剑鬼采纳,获得10
14秒前
共享精神应助医学僧采纳,获得10
14秒前
niniyiya完成签到,获得积分10
14秒前
好久不见发布了新的文献求助10
16秒前
桐桐应助自由万声采纳,获得10
17秒前
肆万八千发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
英俊的铭应助拖拖拖拖拖采纳,获得10
20秒前
21秒前
23秒前
Zoe完成签到,获得积分10
23秒前
科研通AI6.2应助阿梨采纳,获得10
23秒前
23秒前
871004188完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
CNuo发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
xupei0606发布了新的文献求助10
27秒前
BinSir完成签到 ,获得积分10
28秒前
NexusExplorer应助巯基乙醇采纳,获得10
28秒前
思源应助kai采纳,获得10
28秒前
29秒前
阳光的樱完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
29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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7322225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937664
关于积分的说明 18948791
捐赠科研通 6980041
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214923
关于科研通互助平台的介绍 2382478
邀请新用户注册赠送积分活动 2194151