Enhancing Ionic Conductivity and Electrochemical Stability of Li3PS4 via Zn, F Co-Doping for All-Solid-State Li–S Batteries

材料科学 兴奋剂 电化学 离子电导率 电导率 固态 离子键合 电阻率和电导率 无机化学 化学工程 离子 纳米技术 分析化学(期刊) 物理化学 电极 光电子学 电解质 有机化学 化学 电气工程 工程类
作者
Yuan Gao,Jing Gao,Zhibin Zhang,Yue Wu,Xiaolin Sun,Fuhua Zhao,Yuan Zhang,Depeng Song,Wenyan Si,Qing Zhao,Xun Yuan,Jianfei Wu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (15): 18843-18854 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsami.4c00358
摘要

Sulfide solid-state electrolytes have garnered considerable attention owing to their notable ionic conductivity and mechanical properties. However, achieving an electrolyte characterized by both high ionic conductivity and a stable interface between the electrode and electrolyte remains challenging, impeding its widespread application. In this work, we present a novel sulfide solid-state electrolyte, Li3.04P0.96Zn0.04S3.92F0.08, prepared through a solid-phase reaction, and explore its usage in all-solid-state lithium sulfur batteries (ASSLSBs). The findings reveal that the Zn, F co-doped solid-state electrolyte exhibits an ionic conductivity of 1.23 × 10–3 S cm–1 and a low activation energy (Ea) of 9.8 kJ mol–1 at room temperature, illustrating the aliovalent co-doping's facilitation of Li-ion migration. Furthermore, benefiting from the formation of a LiF-rich interfacial layer between the electrolyte and the Li metal anode, the Li/Li3.04P0.96Zn0.04S3.92F0.08/Li symmetrical cell exhibits critical current densities (CCDs) of up to 1 mA cm–2 and maintains excellent cycling stability. Finally, the assembled ASSLSBs exhibit an initial discharge capacity of 1295.7 mAh g–1 at a rate of 0.05 C and at room temperature. The cell maintains a capacity retention of 70.5% for more than 600 cycles at a high rate of 2 C, representing a substantial improvement compared to the cell with Li3PS4. This work provides a new idea for the design of solid-state electrolytes and ASSLSBs.
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
明媚发布了新的文献求助10
刚刚
桐桐应助高中生采纳,获得10
刚刚
1秒前
deep发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
scarlett完成签到,获得积分10
2秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
2秒前
old幽露露完成签到 ,获得积分10
3秒前
江雯君完成签到,获得积分10
3秒前
Cecilia发布了新的文献求助10
3秒前
溪川流完成签到,获得积分10
4秒前
jason完成签到,获得积分0
4秒前
怕孤独的广缘完成签到 ,获得积分10
4秒前
香蕉觅云应助大反应釜采纳,获得10
4秒前
月夜孤影完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
今后应助矮小的海豚采纳,获得10
5秒前
Miners发布了新的文献求助10
5秒前
笔墨留香发布了新的文献求助10
5秒前
研友_VZG7GZ应助王先生采纳,获得10
6秒前
iwonder完成签到 ,获得积分10
6秒前
可爱的函函应助追寻采纳,获得10
6秒前
7秒前
清脆火龙果完成签到,获得积分10
7秒前
可爱的函函应助暴躁的苡采纳,获得10
7秒前
我爱吃火锅完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
7九完成签到,获得积分10
8秒前
NexusExplorer应助晞晞采纳,获得10
9秒前
Zx_1993应助典雅涵瑶采纳,获得50
9秒前
乐乐应助Qing采纳,获得10
9秒前
四叶草哦完成签到,获得积分10
10秒前
宋浩奇发布了新的文献求助10
10秒前
Hello应助洁净诗槐采纳,获得10
11秒前
z荩完成签到,获得积分20
11秒前
虚拟的秋寒完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
111发布了新的文献求助10
12秒前
qpisuo发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Reliability Monitoring Program 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 5341864
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4477955
关于积分的说明 13937502
捐赠科研通 4374208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2403393
邀请新用户注册赠送积分活动 1396165
关于科研通互助平台的介绍 1368165