亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Dendrite initiation and propagation in lithium metal solid-state batteries

陶瓷 复合材料 枝晶(数学) 材料科学 电解质 断裂力学 化学 数学 物理化学 电极 阳极 几何学
作者
Ziyang Ning,Guanchen Li,Dominic L. R. Melvin,Yang Chen,Junfu Bu,Dominic Spencer Jolly,Junliang Liu,Bingkun Hu,Xiangwen Gao,Johann Perera,Gong Chen,Shengda D. Pu,Shengming Zhang,Boyang Liu,Gareth O. Hartley,Andrew J. Bodey,Richard I. Todd,Patrick S. Grant,David E.J. Armstrong,T.J. Marrow
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:618 (7964): 287-293 被引量:513
标识
DOI:10.1038/s41586-023-05970-4
摘要

All-solid-state batteries with a Li anode and ceramic electrolyte have the potential to deliver a step change in performance compared with today's Li-ion batteries1,2. However, Li dendrites (filaments) form on charging at practical rates and penetrate the ceramic electrolyte, leading to short circuit and cell failure3,4. Previous models of dendrite penetration have generally focused on a single process for dendrite initiation and propagation, with Li driving the crack at its tip5-9. Here we show that initiation and propagation are separate processes. Initiation arises from Li deposition into subsurface pores, by means of microcracks that connect the pores to the surface. Once filled, further charging builds pressure in the pores owing to the slow extrusion of Li (viscoplastic flow) back to the surface, leading to cracking. By contrast, dendrite propagation occurs by wedge opening, with Li driving the dry crack from the rear, not the tip. Whereas initiation is determined by the local (microscopic) fracture strength at the grain boundaries, the pore size, pore population density and current density, propagation depends on the (macroscopic) fracture toughness of the ceramic, the length of the Li dendrite (filament) that partially occupies the dry crack, current density, stack pressure and the charge capacity accessed during each cycle. Lower stack pressures suppress propagation, markedly extending the number of cycles before short circuit in cells in which dendrites have initiated.
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
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
1秒前
龙行天下完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
耍酷曲奇发布了新的文献求助10
8秒前
李涵霖发布了新的文献求助10
9秒前
奋斗凡霜完成签到,获得积分10
9秒前
老师发布了新的文献求助10
13秒前
Lasse发布了新的文献求助10
14秒前
田様应助白华苍松采纳,获得10
14秒前
Spring完成签到,获得积分10
15秒前
与你完成签到,获得积分10
27秒前
Lucas应助冬雪丶消融采纳,获得30
28秒前
29秒前
31秒前
与你发布了新的文献求助30
34秒前
顶顶顶发布了新的文献求助10
35秒前
三哼完成签到 ,获得积分10
37秒前
39秒前
打打应助MoonFlows采纳,获得10
39秒前
不吃香菜完成签到,获得积分10
41秒前
科目三应助luo采纳,获得10
43秒前
小二郎应助MoonFlows采纳,获得10
47秒前
董子钰完成签到,获得积分20
49秒前
49秒前
51秒前
52秒前
Orange应助顶顶顶采纳,获得10
52秒前
田様应助董子钰采纳,获得30
54秒前
xionggege发布了新的文献求助10
57秒前
端庄西牛发布了新的文献求助10
58秒前
cchh完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ccc完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
于yu发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
MoonFlows发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
Invited Discussant 63O and 64O 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6824786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8537220
关于积分的说明 18169965
捐赠科研通 6160935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3034621
关于科研通互助平台的介绍 2015714
邀请新用户注册赠送积分活动 2011550