Understanding the failure process of sulfide-based all-solid-state lithium batteries via operando nuclear magnetic resonance spectroscopy

锂(药物) 电解质 金属锂 固态核磁共振 核磁共振波谱 金属 硫化物 材料科学 光谱学 化学 化学工程 电极 核磁共振 物理化学 立体化学 冶金 物理 工程类 内分泌学 医学 量子力学
作者
Ziteng Liang,Yuxuan Xiang,Kangjun Wang,Jianping Zhu,Yanting Jin,Hongchun Wang,Bizhu Zheng,Zirong Chen,Mingming Tao,Xiangsi Liu,Yuqi Wu,Riqiang Fu,Chunsheng Wang,Martin Winter,Yong Yang
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:103
标识
DOI:10.1038/s41467-023-35920-7
摘要

The performance of all-solid-state lithium metal batteries (SSLMBs) is affected by the presence of electrochemically inactive (i.e., electronically and/or ionically disconnected) lithium metal and solid electrolyte interphase (SEI), which are jointly termed inactive lithium. However, the differentiation and quantification of inactive lithium during cycling are challenging, and their lack limits the fundamental understanding of SSLMBs failure mechanisms. To shed some light on these crucial aspects, here, we propose operando nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy measurements for real-time quantification and evolution-tracking of inactive lithium formed in SSLMBs. In particular, we examine four different sulfide-based solid electrolytes, namely, Li10GeP2S12, Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3, Li6PS5Cl and Li7P3S11. We found that the chemistry of the solid electrolyte influences the activity of lithium. Furthermore, we demonstrate that electronically disconnected lithium metal is mainly found in the interior of solid electrolytes, and ionically disconnected lithium metal is found at the negative electrode surface. Moreover, by monitoring the Li NMR signal during cell calendar ageing, we prove the faster corrosion rate of mossy/dendritic lithium than flat/homogeneous lithium in SSLMBs.
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
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
as发布了新的文献求助10
2秒前
小龙发布了新的文献求助10
2秒前
starcatcher完成签到,获得积分10
4秒前
勤恳的安青完成签到,获得积分10
5秒前
生动觅柔完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
默默不二发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
他二舅flying完成签到,获得积分10
7秒前
迷路又夏发布了新的文献求助10
7秒前
花露水发布了新的文献求助10
8秒前
149865完成签到,获得积分10
9秒前
平淡晓夏完成签到,获得积分10
9秒前
童diedie发布了新的文献求助10
9秒前
小龙完成签到,获得积分10
10秒前
早睡早起发布了新的文献求助10
10秒前
瘦瘦寄风完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
yyq0927应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
英俊的铭应助Zhou采纳,获得30
12秒前
tangtang完成签到,获得积分10
12秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
13秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
高分求助中
(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 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 891
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd 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 5425117
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4539252
关于积分的说明 14166344
捐赠科研通 4456403
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2444186
邀请新用户注册赠送积分活动 1435189
关于科研通互助平台的介绍 1412553