Toward Achieving a High Ionic Conducting Halide Solid Electrolyte through Low-Cost Metal (Zr and Fe) and F Substitution and Their Admirable Performance in All-Solid-State Batteries

电解质 材料科学 离子电导率 电化学 电化学窗口 卤化物 法拉第效率 四方晶系 电导率 离子键合 快离子导体 无机化学 相(物质) 化学工程 电极 离子 物理化学 化学 有机化学 工程类
作者
Yuvaraj Subramanian,Rajesh Rajagopal,Kwang‐Sun Ryu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (19): 24534-24546 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acsami.4c01352
摘要

Recently, the halide solid electrolyte (SE) system has been widely used in lithium solid-state batteries due to their specific properties, such as the high electrochemical stability window that prevents any side reaction with the electrode/electrolyte interface. Conspicuously, the halide SE possesses very low ionic conductivity values in the range (0.2–0.5) mS cm–1. In this work, we enhance the ionic conductivity of Li3YCl6 SE by the substitution of low-cost Fe and Zr elements on the Y-site and F on the Cl site, in which the electrolyte is prepared through high-energy ball milling without a heat treatment process. The structural analysis reveals that the prepared halide SEs showed the pure phase of the Li3YCl6 tetragonal crystal structure and were free from impurity phases. In the prepared composition, the Li2.4Y0.4Zr0.6Cl6 and Li2.4Y0.4Zr0.6Cl5.85F0.15 electrolyte exhibited a higher ionic conductivity of 2.05 and 1.45 mS cm–1, respectively, than Li3YCl6 (0.26 mS cm–1). Interestingly, the Li2.4Y0.4Zr0.6Cl5.85F0.15 electrolyte possesses a better electrochemical stability window of 1.29–3.9 V than Li2.4Y0.4Zr0.6Cl6 (2.1–3.79 V). Moreover, the electrochemical results revealed that the assembled solid-state battery using Li2.4Y0.4Zr0.6Cl6 and Li2.4Y0.4Zr0.6Cl5.85F0.15 electrolyte demonstrated the higher initial Coulombic efficiency of 84.7 and 87%, respectively, than Li3YCl6 of 82.6%. We consider Li2.4Y0.4Zr0.6Cl5.85F0.15 to be an important electrolyte candidate in all-solid-state batteries.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
端庄向雁完成签到,获得积分10
刚刚
JamesPei应助等等等等采纳,获得10
刚刚
刘子迪完成签到 ,获得积分10
刚刚
orixero应助姜姜姜采纳,获得10
刚刚
1秒前
桐桐应助豆豆小baby采纳,获得10
1秒前
lcdt完成签到,获得积分10
1秒前
所所应助苹果采纳,获得10
1秒前
风中忆枫发布了新的文献求助10
1秒前
西瓜鹿发布了新的文献求助10
1秒前
英俊的铭应助Slence采纳,获得10
2秒前
Salut发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Ashely完成签到,获得积分20
2秒前
iNk应助良晤采纳,获得20
3秒前
畅快代柔完成签到,获得积分10
3秒前
大模型应助十一玮采纳,获得10
4秒前
4秒前
领导范儿应助ddsvdv采纳,获得10
4秒前
666完成签到 ,获得积分10
4秒前
Nancy完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
小龙发布了新的文献求助10
4秒前
小花发布了新的文献求助10
4秒前
Orange应助LR采纳,获得10
4秒前
fanfan完成签到,获得积分10
5秒前
愉快的苑博完成签到,获得积分10
5秒前
畅快代柔发布了新的文献求助10
6秒前
西瓜鹿完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
安静的幻竹完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
科研通AI6应助乐观的海采纳,获得10
8秒前
酷波er应助nano采纳,获得10
8秒前
同瑶完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
minsu发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
152完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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 Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5337533
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4474745
关于积分的说明 13925710
捐赠科研通 4369749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2400934
邀请新用户注册赠送积分活动 1394041
关于科研通互助平台的介绍 1365885