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 [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:97
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
Kasom完成签到 ,获得积分10
3秒前
顺利一德完成签到,获得积分20
4秒前
香蕉觅云应助Afaq采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
manman完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
5秒前
YamDaamCaa应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
6秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
czh应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
纯情的天奇完成签到 ,获得积分10
8秒前
顺利一德发布了新的文献求助10
9秒前
潇湘雪月发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
胡萝卜发布了新的文献求助10
10秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
汉堡包应助果粒多采纳,获得10
12秒前
16秒前
华仔发布了新的文献求助20
16秒前
16秒前
科研通AI2S应助杜杜采纳,获得10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
JK发布了新的文献求助10
19秒前
打打应助顺利一德采纳,获得10
20秒前
法外狂徒完成签到,获得积分10
21秒前
Orange应助十九岁的时差采纳,获得10
21秒前
科研通AI2S应助steam采纳,获得10
23秒前
潇湘雪月发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
青青子衿完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
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 3989263
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531418
关于积分的说明 11253814
捐赠科研通 3270066
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804884
邀请新用户注册赠送积分活动 882084
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809136