Engineering Stable Decomposition Products on Cathode Surfaces to Enable High Voltage All‐Solid‐State Batteries

阴极 分解 固态 材料科学 纳米技术 电压 固态化学 化学工程 化学 工程物理 电气工程 工程类 有机化学 物理化学
作者
Lanting Qian,Yangyang Huang,Chris Dean,Ivan Kochetkov,Baltej Singh,Linda F. Nazar
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202413591
摘要

Sulfide solid electrolytes such as Li6PS5Cl hold high promise for solid state batteries due to their high ionic conductivity; however, their oxidation potential of ~2.5 V is not compatible with high voltage Ni‐rich cathodes such as LiNixCoyMn1−x−yO2 (x≥0.8). Here, we devise an effective, conformal and thin coating on the cathode active material guided by density functional theory, which suppresses the oxidative decomposition of Li6PS5Cl as shown by experiment. The nanometric coating on nickel‐rich NMC85 enabled capacity retention of 82% after 200 cycles (2.8‐4.3 V vs Li+/Li) using Li6PS5Cl as the solid electrolyte. In comparison, cells with an uncoated CAM only displayed 56% capacity retention. The coated‐NCM85 cells also demonstrate much better rate performance and higher capacity. The enhanced performance is due to the formation of a stable amorphous cathode‐electrolyte interphase accruing from the decomposition products of the LiPO2F2 precursor (as predicted by DFT), which protect the sulfide electrolyte from oxidation. The coating fabricated in this cost‐effective process showed superior performance to state‐of‐the‐art coatings such as LiNbO3. This work highlights the importance of rationally designing stable coating materials based on their potential decomposition products and confirms the suitability of a low‐cost and conformal coating to enable sulfide electrolyte‐based 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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
穆青完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
dongua完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
5秒前
wine发布了新的文献求助10
7秒前
惜名发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
11秒前
moony完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研通AI2S应助Tonald Yang采纳,获得10
12秒前
organicboy完成签到 ,获得积分10
12秒前
刻苦的长颈鹿完成签到,获得积分10
14秒前
jackiechen发布了新的文献求助80
16秒前
16秒前
石中酒完成签到 ,获得积分10
17秒前
田様应助惜名采纳,获得10
18秒前
沉默寻凝完成签到,获得积分10
20秒前
lalala发布了新的文献求助10
21秒前
破晓完成签到,获得积分10
21秒前
含蓄幻枫发布了新的文献求助10
24秒前
77完成签到 ,获得积分10
25秒前
28秒前
小程别放弃完成签到,获得积分10
28秒前
Shmilykk完成签到,获得积分20
29秒前
GL完成签到 ,获得积分10
30秒前
32秒前
32秒前
33秒前
ee发布了新的文献求助10
33秒前
爱静静应助downdown采纳,获得10
36秒前
micomico发布了新的文献求助10
37秒前
万能图书馆应助dongua采纳,获得10
37秒前
38秒前
LHW完成签到,获得积分10
41秒前
ee完成签到,获得积分20
42秒前
Jemezs完成签到,获得积分10
43秒前
花玥鹿完成签到,获得积分10
44秒前
45秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3141282
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2792281
关于积分的说明 7802009
捐赠科研通 2448470
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302541
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626650
版权声明 601237