Dendrite Growth—Microstructure—Stress—Interrelations in Garnet Solid‐State Electrolyte

材料科学 微观结构 电解质 枝晶(数学) 氧化物 粒度 烧结 晶界 锂(药物) 金属 化学工程 冶金 复合材料 物理化学 电极 几何学 数学 工程类 化学 医学 内分泌学
作者
Vikalp Raj,Kaustubh G. Naik,Bairav S. Vishnugopi,Ajeet Kumar Rana,Andrew Manning,Smruti Rekha Mahapatra,K. Maruthi Varun,Vipin Singh,Abhineet Nigam,Josefine McBrayer,Partha P. Mukherjee,Naga Phani B. Aetukuri,David Mitlin
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (15) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/aenm.202303062
摘要

Abstract This study illustrates how the microstructure of garnet solid‐state electrolytes (SSE) affects the stress‐state and dendrite growth. Tantalum‐doped lithium lanthanum zirconium oxide (LLZTO, Li 6.4 La 3 Zr 1.4 Ta 0.6 O 12 ) is synthesized by powder processing and sintering (AS), or with the incorporation of intermediate‐stage high‐energy milling (M). The M compact displays higher density (91.5% vs 82.5% of theoretical), and per quantitative stereology, lower average grain size (5.4 ± 2.6 vs 21.3 ± 11.1 µm) and lower AFM‐derived RMS surface roughness contacting the Li metal (45 vs 161 nm). These differences enable symmetric M cells to electrochemically cycle at constant capacity (0.1 mAh cm −2 ) with enhanced critical current density (CCD) of 1.4 versus 0.3 mA cm −2 . It is demonstrated that LLZTO grain size distribution and internal porosity critically affect electrical short‐circuit failure, indicating the importance of electronic properties. Lithium dendrites propagate intergranularly through regions where LLZTO grains are smaller than the bulk average (7.4 ± 3.8 µm for AS in a symmetric cell, 3.1 ± 1.4 µm for M in a half‐cell). Metal also accumulates in the otherwise empty pores of the sintered compact present along the dendrite path. Mechanistic modeling indicates that reaction and stress heterogeneities are interrelated, leading to current focusing and preferential plating at grain boundaries.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
wenqing发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
落寞黎昕发布了新的文献求助10
2秒前
远道完成签到,获得积分10
2秒前
野原完成签到,获得积分20
2秒前
4秒前
5秒前
忐忑的大米应助MMMMM采纳,获得10
5秒前
云中歌完成签到,获得积分10
6秒前
整齐的大开应助野原采纳,获得10
7秒前
li完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
樱桃儿发布了新的文献求助10
9秒前
李梓权完成签到,获得积分10
9秒前
kuku发布了新的文献求助10
10秒前
白白拜拜完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
李梓权发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
四l发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
心岛初晴-smile完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
toutou发布了新的文献求助10
16秒前
与一发布了新的文献求助10
17秒前
壹零零柒完成签到 ,获得积分10
17秒前
聪明盼山发布了新的文献求助10
17秒前
丁仪发布了新的文献求助10
17秒前
贾哲宇发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
icey发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
22秒前
manan完成签到,获得积分10
23秒前
王jh发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
星辰大海应助可可杨采纳,获得10
24秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3302297
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2936830
关于积分的说明 8478928
捐赠科研通 2610588
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1425292
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 662323
邀请新用户注册赠送积分活动 646569