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
壁虎发布了新的文献求助10
刚刚
图苏完成签到,获得积分10
1秒前
勤奋惜寒完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
sh131发布了新的文献求助50
2秒前
思源应助阿宋采纳,获得10
2秒前
2秒前
蝴蝶发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
zzz发布了新的文献求助10
3秒前
小羊同学发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
zj完成签到,获得积分20
3秒前
channy完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
淡淡灵凡应助阿奇采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
珍妮完成签到 ,获得积分10
6秒前
wanci应助yue采纳,获得10
6秒前
卧镁铀钳完成签到,获得积分10
6秒前
Lee完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
张琨完成签到 ,获得积分10
7秒前
Ray完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
炙热三颜完成签到 ,获得积分10
8秒前
kong完成签到,获得积分10
8秒前
可靠的访冬完成签到,获得积分10
8秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
9秒前
泥猴桃发布了新的文献求助10
9秒前
Dorcas_M发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
麻辣烫完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
负责翼发布了新的文献求助10
10秒前
sf完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7551214
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9134143
关于积分的说明 19518507
捐赠科研通 7143285
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3260175
关于科研通互助平台的介绍 2426940
邀请新用户注册赠送积分活动 2249223