Cation-assisted lithium ion diffusion in a lithium oxythioborate halide glass solid electrolyte

锂(药物) 卤化物 电解质 扩散 离子 无机化学 化学 快离子导体 材料科学 电极 物理化学 热力学 有机化学 物理 医学 内分泌学
作者
Gyeong Ho,Sung Chul Jung
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:426: 140806-140806 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2022.140806
摘要

• Diffusion mechanism in lithium oxythioborate halide glasses was investigated. • Cation-assisted Li ion diffusion mechanism in the glass was suggested. • Oxygen increases mobile Li ions and inhibits H 2 S formation but limits Li diffusion. • Sulfur relatively promotes Li ion diffusion but causes H 2 S formation. • Controlling the oxygen:sulfur ratio in glassy solid electrolytes is important. Due to their absence of grain boundaries that limit Li ion transport and provoke dendritic growth, glass materials are considered promising solid electrolytes for all-solid-state lithium batteries. However, understanding of ion transport in glassy solid electrolytes is limited on account of their disordered structure. This study reports the Li ion diffusion mechanism in lithium oxythioborate halide (Li 2 S–B 2 S 3 –LiI–SiO 2 ) quaternary glasses with different SiO 2 contents. Oxygen in the glass can increase and decrease Li ion conductivity by collapsing local LiI crystals and forming strong bonds with Li ions, respectively. This conductivity is determined by the competition between the two effects of oxygen at each SiO 2 content, resulting in a maximum conductivity of 14.6 mS cm −1 in the 30Li 2 S∙25B 2 S 3 ∙45LiI∙25SiO 2 composition, which is comparable to about 10 mS cm −1 for liquid electrolytes. Li ion hopping readily occurs in cation-rich environments, as the cations facilitate the breaking of the bonds of Li with anions, especially oxygen, by attracting the anions around Li, which is suggested to be the cation-assisted Li ion diffusion mechanism. This work suggests that precise control of the oxygen:sulfur ratio in glassy solid electrolytes is key to promoting Li ion diffusion while minimizing immobilized Li ions and improving moisture stability.

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
慕青应助舒心如之采纳,获得10
1秒前
midred3完成签到,获得积分10
1秒前
星辰大海应助徐志豪采纳,获得10
2秒前
顾矜应助LmyHusband采纳,获得10
2秒前
王舒浩发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
顾矜应助健忘远山采纳,获得10
2秒前
眯眯眼的黎昕完成签到 ,获得积分10
3秒前
maodou完成签到,获得积分10
3秒前
桐桐应助袁美杰采纳,获得10
6秒前
6秒前
yjwang完成签到,获得积分10
6秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
可爱紫文完成签到 ,获得积分10
7秒前
傲娇老五完成签到,获得积分10
7秒前
CBP完成签到,获得积分10
7秒前
热情无心发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
ivvi发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
CH341完成签到,获得积分10
8秒前
Jerusha发布了新的文献求助25
8秒前
luck完成签到,获得积分10
9秒前
杨帆发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
热情无心完成签到,获得积分10
12秒前
2052669099发布了新的文献求助10
12秒前
红蜻蜓完成签到,获得积分10
12秒前
gblackhorn完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
departure完成签到,获得积分10
14秒前
森一完成签到,获得积分10
14秒前
烹鱼研发布了新的文献求助10
14秒前
irkustk完成签到,获得积分20
15秒前
夏天完成签到,获得积分10
15秒前
zm完成签到,获得积分10
15秒前
典雅的绿凝完成签到,获得积分10
16秒前
kk发布了新的文献求助30
17秒前
LTB发布了新的文献求助10
17秒前
烟花应助陈陈采纳,获得20
18秒前
高分求助中
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2000
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6488377
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8286824
关于积分的说明 17678063
捐赠科研通 5577893
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2914000
邀请新用户注册赠送积分活动 1891010
关于科研通互助平台的介绍 1748536