Excellent Stability of Ga-Doped Garnet Electrolyte against Li Metal Anode via Eliminating LiGaO2 Precipitates for Advanced All-Solid-State Batteries

材料科学 电解质 锂(药物) 阳极 杂质 兴奋剂 相(物质) 电化学 晶界 金属 化学工程 冶金 电极 微观结构 光电子学 物理化学 医学 化学 有机化学 工程类 内分泌学
作者
Jun Li,Hao Luo,Keke Liu,Jiaxu Zhang,Huiyu Zhai,Xianli Su,Jinsong Wu,Xinfeng Tang,Gangjian Tan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (5): 7165-7174 被引量:26
标识
DOI:10.1021/acsami.2c21603
摘要

Ga-doped garnet-type Li7La3Zr2O12 (Ga-LLZO) ceramics have long been recognized as ideal electrolyte candidates for all-solid-state lithium batteries (ASSLBs). However, in this study, it is shown that Ga-LLZO easily and promptly cracks in contact with molten lithium during the ASSLB assembly. This can be mainly ascribed to two aspects: (i) lithium captures O atoms and reduces Ga ions of the Ga-LLZO matrix, leading to a band-gap closure from >5 to <2 eV and a structural collapse from cubic to tetrahedral; and (ii) the in situ-formed LiGaO2 impurity phase has severe side reactions with lithium, resulting in huge stress release along the grain boundaries. It is also revealed that, while the former process consumes hours to take effect, the latter one is immediate and accounts for the crack propagation of Ga-LLZO electrolytes. A minute SiO2 is preadded during the synthesis of Ga-LLZO and found effective in eliminating the LiGaO2 impurity phase. The SiO2-modified Ga-LLZO solid electrolytes display excellent thermomechanical and electrochemical stabilities against lithium metals and well-reserved ionic conductivities, which was further confirmed by half-cells and full batteries. This study contributes to the understanding of the stability of garnet electrolytes and promotes their potential commercial applications in ASSLBs.
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
顺心的皮卡丘完成签到 ,获得积分10
刚刚
向大佬学习完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
乐乐应助琪琪采纳,获得10
2秒前
杏林靴子完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
文哲完成签到,获得积分20
5秒前
Singularity应助每文采纳,获得10
6秒前
无花果应助西1采纳,获得10
7秒前
科研通AI5应助QQ采纳,获得10
7秒前
yuki发布了新的文献求助10
7秒前
娜行发布了新的文献求助10
8秒前
今后应助Qin采纳,获得10
8秒前
m(_._)m完成签到 ,获得积分0
8秒前
sun完成签到,获得积分10
8秒前
追寻清完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
12秒前
不会打预防针完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
开心的章鱼哥完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
笃定发布了新的文献求助10
16秒前
Hello应助老迟到的灵煌采纳,获得10
17秒前
17秒前
赵佳琪发布了新的文献求助10
17秒前
苹果小虾米完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
wbh发布了新的文献求助10
20秒前
jackdu发布了新的文献求助10
20秒前
科研通AI5应助踏实乌冬面采纳,获得10
21秒前
单身的溪流完成签到 ,获得积分10
21秒前
鸢尾发布了新的文献求助80
21秒前
24秒前
25秒前
M张发布了新的文献求助10
27秒前
yuki完成签到,获得积分20
27秒前
28秒前
28秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 1500
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 800
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3772930
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3318514
关于积分的说明 10190471
捐赠科研通 3033215
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1664233
邀请新用户注册赠送积分活动 796133
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757259