清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!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,伴您科研之路漫漫前行!

Electrochemical-mechanical coupling failure mechanism of composite cathode in all-solid-state batteries

材料科学 复合数 阴极 粒子(生态学) 复合材料 压力(语言学) 电化学 联轴节(管道) 粒径 化学工程 电极 工程类 地质学 物理化学 哲学 海洋学 化学 语言学
作者
Chunhao Yuan,Wenquan Lu,Jun Xu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:60: 102834-102834 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.102834
摘要

Composite cathode composed of active particles and solid electrolytes (SEs) can considerably enlarge the particle-SE contact areas and achieve high areal loadings in all-solid-state batteries (ASSBs). However, the challenging interfacial instability and particle damage problems remain unsolved. Herein, we establish a 3D electrochemical-mechanical coupled model to investigate the underlying failure mechanism by considering the governing electrochemical and physics processes. Micro-scale heterogeneous primary particles with random crystallographic orientation and size inside the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM111) secondary particle of the model result in the anisotropic Li diffusion and volume variation within the secondary particle, leading to significant nonuniformity of the Li concentration, and GPa-level stress distributions at primary particle boundaries, and finally causing the particle internal cracks. The particle volume shrinkage under the constraint of stiff Li7La3Zr2O12 (LLZO) SE triggers the interface debonding (gap>50 nm) with increased interfacial impedance to degrade cell capacity. Higher C-rates result in larger residual stress (∼100 MPa)/strain/debonding gap at discharging end, more likely to deteriorate the cell performance. Increasing the interfacial strength between the particle and SE can suppress the interface debonding but induces high stress (up to 10 GPa). Results reveal the underlying mechanism of the electrochemical-mechanical coupling failure mechanism for composite cathode and provide promising guidance on the further improvement of a more robust composite cathode for ASSBs.
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
孙老师完成签到 ,获得积分10
刚刚
6秒前
24秒前
酷酷的紫南完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
29秒前
光喵发布了新的文献求助10
31秒前
数乱了梨花完成签到 ,获得积分0
35秒前
37秒前
寒冷的月亮完成签到 ,获得积分10
42秒前
55秒前
欢呼亦绿完成签到,获得积分10
57秒前
ChatGPT完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wushiloutai关注了科研通微信公众号
1分钟前
1分钟前
晴空万里完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ResKeZhang发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
ResKeZhang完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wushiloutai发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Polylactic完成签到 ,获得积分10
1分钟前
佳言2009完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李太白完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
猪猪完成签到 ,获得积分10
2分钟前
养鸟的人完成签到,获得积分10
2分钟前
罗鸯鸯发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
AL完成签到,获得积分10
2分钟前
momo完成签到 ,获得积分10
2分钟前
花开富贵完成签到,获得积分10
2分钟前
charleslam完成签到,获得积分10
3分钟前
jinxli完成签到 ,获得积分10
3分钟前
vampire完成签到,获得积分10
3分钟前
maggiexjl完成签到,获得积分10
3分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6530028
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8322761
关于积分的说明 17817622
捐赠科研通 5631397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2931905
邀请新用户注册赠送积分活动 1908517
关于科研通互助平台的介绍 1767796