Dopant‐Dependent Stability of Garnet Solid Electrolyte Interfaces with Lithium Metal

材料科学 掺杂剂 电解质 锂(药物) 密度泛函理论 介电谱 化学工程 反应性(心理学) 电化学 金属 相(物质) 兴奋剂 电极 无机化学 分析化学(期刊) 化学物理 物理化学 冶金 计算化学 光电子学 有机化学 化学 病理 内分泌学 工程类 替代医学 医学
作者
Yisi Zhu,Justin G. Connell,Sanja Tepavcevic,Peter Zapol,Regina García-Méndez,Nathan J. Taylor,Jeff Sakamoto,Brian J. Ingram,Larry A. Curtiss,J. W. Freeland,Dillon D. Fong,Nenad M. Marković
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:9 (12) 被引量:314
标识
DOI:10.1002/aenm.201803440
摘要

Abstract Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZO) garnet‐based materials doped with Al, Nb, or Ta to stabilize the Li + ‐conductive cubic phase are a particularly promising class of solid electrolytes for all‐solid‐state lithium metal batteries. Understanding of the intrinsic reactivity between solid electrolytes and relevant electrode materials is crucial to developing high voltage solid‐state batteries with long lifetimes. Using a novel, surface science‐based approach to characterize the intrinsic reactivity of the Li–solid electrolyte interface, it is determined that, surprisingly, some degree of Zr reduction takes place for all three dopant types, with the extent of reduction increasing as Ta < Nb < Al. Significant reduction of Nb also takes place for Nb‐doped LLZO, with electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of Li||Nb–LLZO||Li symmetric cells further revealing significant increases in impedance with time and suggesting that the Nb reduction propagates into the bulk. Density functional theory (DFT) calculations reveal that Nb‐doped material shows a strong preference for Nb dopants toward the interface between LLZO and Li, while Ta does not exhibit a similar preference. EIS and DFT results, coupled with the observed reduction of Zr at the interface, are consistent with the formation of an “oxygen‐deficient interphase” (ODI) layer whose structure determines the stability of the LLZO–Li interface.
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
11完成签到,获得积分10
刚刚
苏桑焉完成签到 ,获得积分10
刚刚
LZK完成签到,获得积分10
1秒前
专注的玉米完成签到,获得积分10
2秒前
包容的忆灵完成签到 ,获得积分10
2秒前
科目三应助JerryZ采纳,获得10
2秒前
小九完成签到,获得积分10
2秒前
张博完成签到,获得积分10
3秒前
金秋完成签到,获得积分0
3秒前
Amy完成签到,获得积分10
3秒前
坦率尔琴完成签到,获得积分10
3秒前
酆百川完成签到,获得积分10
4秒前
舒适一笑完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
zlxxxx完成签到,获得积分10
4秒前
demi2333完成签到,获得积分10
5秒前
pophoo完成签到,获得积分10
6秒前
9202211125完成签到,获得积分10
6秒前
Oil完成签到,获得积分10
8秒前
风趣绯发布了新的文献求助10
9秒前
CYYDNDB完成签到 ,获得积分10
9秒前
秦兴虎完成签到,获得积分10
10秒前
求学完成签到 ,获得积分10
12秒前
wh完成签到,获得积分10
12秒前
乐安完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
wls完成签到 ,获得积分10
13秒前
奋斗不悔完成签到,获得积分10
13秒前
了了完成签到,获得积分10
14秒前
dddddd完成签到,获得积分10
14秒前
我简直帅的一塌糊涂完成签到,获得积分10
15秒前
乐观银耳汤完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
博哥发布了新的文献求助10
16秒前
FUNG完成签到 ,获得积分0
16秒前
油菜花完成签到,获得积分10
17秒前
ccm完成签到,获得积分10
18秒前
听风雨完成签到 ,获得积分10
18秒前
jeany199037完成签到,获得积分10
19秒前
不爱学习完成签到 ,获得积分10
19秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 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 6554971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8339417
关于积分的说明 17865500
捐赠科研通 5672219
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940131
邀请新用户注册赠送积分活动 1916021
关于科研通互助平台的介绍 1785807