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
小蘑菇应助PMP采纳,获得10
刚刚
刚刚
冯冯完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Hello应助刘艺珍采纳,获得10
1秒前
积极无敌完成签到 ,获得积分10
2秒前
吕哥完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
FashionBoy应助冯冯采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Hui完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小万完成签到 ,获得积分10
8秒前
cyyan发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
10秒前
丰富语蕊应助钱江铫采纳,获得10
10秒前
丘比特应助YurunDu采纳,获得10
10秒前
yingwanzi发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
852应助稳重盼夏采纳,获得10
10秒前
CipherSage应助QSNI采纳,获得10
11秒前
蒹葭有霜完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
12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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7652665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9224020
关于积分的说明 19811416
捐赠科研通 7218607
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3279007
关于科研通互助平台的介绍 2439738
邀请新用户注册赠送积分活动 2278186