First-principles study on selenium-doped Li10GeP2S12 solid electrolyte: Effects of doping on moisture stability and Li-ion transport properties

电解质 离子电导率 兴奋剂 电导率 离解(化学) 离子 材料科学 化学 离子键合 化学物理 化学工程 无机化学 物理化学 有机化学 电极 工程类 光电子学
作者
Santhanamoorthi Nachimuthu,Haixia Cheng,Hou‐Jen Lai,Yanxin Cheng,Rui-Tong Kuo,Wolfgang G. Zeier,Bing‐Joe Hwang,Jyh‐Chiang Jiang
出处
期刊:Materials Today Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:26: 101223-101223 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.mtchem.2022.101223
摘要

Improving moisture stability without degrading the ionic conductivity of Li10GeP2S12 (LGPS) based solid-state electrolytes (SSEs) is one of the key issues in developing all-solid-state lithium batteries. Herein, we report the reactivity of the LGPS surface towards H2O, subsequent hydrolysis reactions for the H2S formation, and effective methods to suppress the H2S evolution on the LGPS surface using density functional theory (DFT) calculations. The pristine LGPS surface is highly unstable towards H2O at room temperature, where H2O dissociation occurs spontaneously. However, the H2O adsorption and its activation are weakened upon the Se substitution on the LGPS surface. By doping the Se atom on LGPS, the H2S evolution can be suppressed and significantly improve the chemical stability of the LGPS surface. In addition, we predict the Li+ ion transport properties of both pristine and Se-doped LGPS compounds using ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations. The Se-doped LGPS material has a similar bandgap to pristine LGPS; it can have similar decomposition products and low electronic conductivity. The predicted ionic conductivity of Se-doped LGPS is found to be slightly lower than the pristine. We propose replacing sulfur with Se atom as an effective strategy to improve the moisture stability of the LGPS compound.
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
mengwensi完成签到,获得积分10
刚刚
feifeizi完成签到,获得积分10
1秒前
Vicky完成签到 ,获得积分10
3秒前
顾矜应助feifeizi采纳,获得10
5秒前
nebula应助Superg采纳,获得10
6秒前
7秒前
自然沁完成签到,获得积分10
8秒前
Tal完成签到,获得积分10
8秒前
桃博完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
uniquearcher完成签到,获得积分10
9秒前
萝卜发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
Khr1stINK完成签到,获得积分10
12秒前
彭于晏应助dzjin采纳,获得10
13秒前
ZhuYJ完成签到,获得积分20
13秒前
JIAO发布了新的文献求助10
13秒前
Jasper应助星期八采纳,获得10
14秒前
HeAuBook完成签到,获得积分0
15秒前
迟暮完成签到 ,获得积分10
15秒前
4356发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
ZZZ完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
SYLH应助ZhuYJ采纳,获得10
17秒前
17秒前
不准吃烤肉完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
星辰大海应助纯真忆秋采纳,获得10
19秒前
彭瞻完成签到 ,获得积分10
21秒前
sci完成签到 ,获得积分10
22秒前
Zoe完成签到,获得积分10
22秒前
香蕉靖雁发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
爆米花应助ZZZ采纳,获得10
25秒前
25秒前
木头人呐完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
JIAO完成签到,获得积分10
28秒前
星期八发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
Interpretation of Mass Spectra, Fourth 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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3951007
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3496402
关于积分的说明 11081862
捐赠科研通 3226913
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1784005
邀请新用户注册赠送积分活动 868114
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801003