The Microscopic Mechanism of Lithiation and Delithiation in the Ag/C Buffer Layer for Anode‐Free Solid‐State Batteries

材料科学 阳极 过电位 电解质 复合数 化学工程 金属 集电器 纳米技术 复合材料 电化学 冶金 物理化学 电极 工程类 化学
作者
Fengyu Xie,Mouhamad Diallo,Haegyeom Kim,Qingsong Tu,Gerbrand Ceder
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (10) 被引量:18
标识
DOI:10.1002/aenm.202302960
摘要

Abstract Lithium metal solid‐state batteries (LMSSBs) have demonstrated their high energy density and cycling performance at high current densities in an anode‐free architecture, featuring a thin Ag/C composite buffer layer (BL) between the current collector (CC) and the solid electrolyte (SE). This study explains the microscopic mechanism of the Ag/C BL by using first‐principles atomistic and continuum modeling. It is shown that Ag effectively acts as a homogeneous solid‐solution beyond AgLi 2.32 and maintains a positive potential even at AgLi 25 during lithiation. Key factors underlying the working of the Ag/C BL include lower interfacial resistance at the BL/CC interface than at the BL/SE interface, leading to predominant Li deposition on BL/CC, and substantial Ag–Li volume expansion during lithiation. This, combined with stronger BL/SE adhesion, causes BL/SE separation and Ag–Li extrusion toward the CC side. During delithiation, Ag re‐precipitates as nanoparticles uniformly on the CC, with its positive lithiation potential homogenizing Li currents in subsequent cycles. Other metals are less effective due to their relatively large overpotential, premature lithiation termination, and limited volume expansions hindering movement toward the CC. The study aids the BL design, focusing on metal choice and optimization material and microstructural properties, such as the Li‐ion conductivity and interfacial resistance.
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
刚刚
星辰大海应助Jello采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
东南西北完成签到,获得积分10
3秒前
石丑发布了新的文献求助10
5秒前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
5秒前
跳跃完成签到 ,获得积分10
5秒前
Linden_bd完成签到 ,获得积分10
5秒前
liguobs发布了新的文献求助10
6秒前
纯爱战神发布了新的文献求助10
6秒前
TTT完成签到,获得积分10
6秒前
ywjuan发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
调皮的蓝天完成签到,获得积分10
10秒前
科目三应助liguobs采纳,获得10
10秒前
thanks发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
李健应助彩色的浩天采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
一米八完成签到 ,获得积分10
12秒前
共享精神应助瓦尔迪采纳,获得10
14秒前
万能图书馆应助Celest采纳,获得10
15秒前
zmj发布了新的文献求助10
15秒前
搬砖发布了新的文献求助10
15秒前
徐biao发布了新的文献求助20
16秒前
布丁瑋完成签到,获得积分10
16秒前
子凡完成签到 ,获得积分10
16秒前
sakura发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
Poon发布了新的文献求助10
17秒前
夜猫子完成签到,获得积分10
17秒前
英姑应助月亮姥姥采纳,获得10
18秒前
方勇飞发布了新的文献求助10
18秒前
tomorrow完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
小鱼干完成签到,获得积分10
19秒前
CipherSage应助鹤翼采纳,获得30
19秒前
高分求助中
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Decentring Leadership 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
GMP in Practice: Regulatory Expectations for the Pharmaceutical Industry 500
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 6286774
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8105548
关于积分的说明 16952719
捐赠科研通 5352067
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2844280
邀请新用户注册赠送积分活动 1821614
关于科研通互助平台的介绍 1677880