Visualizing Reaction Fronts and Transport Limitations in Solid‐State Li–S Batteries via Operando Neutron Imaging

材料科学 阴极 分离器(采油) 离子电导率 离子键合 锂(药物) 复合数 离子 限制 快离子导体 中子成像 中子 纳米技术 化学物理 核工程 化学工程 复合材料 物理化学 核物理学 热力学 电极 化学 物理 机械工程 电解质 医学 有机化学 工程类 内分泌学
作者
Robert Bradbury,Georg F. Dewald,Marvin A. Kraft,Tobias Arlt,Nikolay Kardjilov,Jürgen Janek,Ingo Manke,Wolfgang G. Zeier,Saneyuki Ohno
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (17) 被引量:51
标识
DOI:10.1002/aenm.202203426
摘要

Abstract The exploitation of high‐capacity conversion‐type materials such as sulfur in solid‐state secondary batteries is a dream combination for achieving improved battery safety and high energy density in the push toward a sustainable future. However, the exact reason behind the low rate‐capability, bottlenecking further development of solid‐state lithium–sulfur batteries, has not yet been determined. Here, using neutron imaging, the spatial distribution of lithium during cell operation is directly visualized and it is shown that sluggish macroscopic ion transport within the composite cathode is rate‐limiting. Observing a reaction front propagating from the separator side toward the current collector confirms the detrimental influence of a low effective ionic conductivity. Furthermore, irreversibly concentrated lithium in the vicinity of the current collector, revealed via state‐of‐charge‐dependent tomography, highlights a hitherto‐overlooked loss mechanism triggered by sluggish effective ionic transport within a composite cathode. This discovery can be a cornerstone for future research on solid‐state batteries, irrespective of the type of active material.
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
清水完成签到 ,获得积分10
3秒前
Deathmask完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
5秒前
大雪完成签到 ,获得积分10
6秒前
脱锦涛完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
韭菜完成签到,获得积分10
12秒前
123发布了新的文献求助10
12秒前
shuoliu完成签到 ,获得积分10
12秒前
LYZSh发布了新的文献求助10
13秒前
小林完成签到 ,获得积分10
14秒前
Mason完成签到,获得积分10
17秒前
砂糖橘完成签到 ,获得积分10
19秒前
舒适涵山完成签到,获得积分10
19秒前
熊雅完成签到,获得积分10
28秒前
Criminology34应助123采纳,获得10
29秒前
罗先斗完成签到,获得积分10
34秒前
Akim应助LYZSh采纳,获得10
38秒前
内向的白玉完成签到 ,获得积分10
38秒前
chun完成签到 ,获得积分10
40秒前
眯眯眼的茉莉完成签到,获得积分10
42秒前
东皇太憨完成签到,获得积分0
43秒前
烧仙草之完成签到 ,获得积分10
46秒前
土豪的摩托完成签到 ,获得积分10
48秒前
Lorry完成签到 ,获得积分10
52秒前
Chris完成签到 ,获得积分10
56秒前
如意的小鸭子完成签到 ,获得积分10
59秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
张嘉芬完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
外向不愁完成签到,获得积分20
1分钟前
Lianna发布了新的文献求助10
1分钟前
有终完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mw完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沉默念瑶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
畅快小霸王完成签到,获得积分10
1分钟前
Kelly完成签到,获得积分10
1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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 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 6355729
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8170509
关于积分的说明 17200973
捐赠科研通 5411733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864357
邀请新用户注册赠送积分活动 1841893
关于科研通互助平台的介绍 1690224