清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Role of grain-level chemo-mechanics in composite cathode degradation of solid-state lithium batteries

复合数 材料科学 微观结构 微观力学 成核 电解质 阴极 复合材料 电气工程 工程类 电极 化学 有机化学 物理化学
作者
Chuanlai Liu,Franz Roters,Dierk Raabe
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2024-2h7kn
摘要

Solid-state Li-ion batteries, utilizing Ni-rich oxide cathodes, hold promise for high-energy electrochemical storage. However, Li intercalation-induced dimensional changes can lead to crystal defect formation in these cathodes, and contact mechanics problems between cathode and solid electrolyte. Understanding the interplay between cathode microstructure, operating conditions, micromechanics of battery materials, and capacity decay remains a challenge. Here, we present a microstructure-sensitive chemo-mechanical model to study the impact of grain-level chemo-mechanics on the degradation of composite cathodes. We reveal that crystalline anisotropy, state-of-charge-dependent Li diffusion rates, and lattice dimension changes drive dislocation nucleation in cathodes and contact loss at the cathode/electrolyte interface. These dislocations induce large lattice strain and trigger oxygen loss and structural degradation preferentially near the surface area of cathode particles. Moreover, contact loss is caused by the micromechanics resulting from the crystalline anisotropy of cathodes and the mechanical properties of solid electrolytes, not just operating conditions. These findings highlight the significance of grain-level cathode microstructures in causing cracking, formation of crystal defects, and chemo-mechanical degradation of solid-state batteries.
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
yangjian完成签到,获得积分10
37秒前
Mango发布了新的文献求助10
37秒前
jxjsyf完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研友_nxw2xL完成签到,获得积分10
1分钟前
如歌完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
一定accept完成签到 ,获得积分10
2分钟前
李志全完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
MchemG完成签到,获得积分0
2分钟前
yshj完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
蝎子莱莱xth完成签到,获得积分10
3分钟前
氢锂钠钾铷铯钫完成签到,获得积分10
3分钟前
Square完成签到,获得积分10
3分钟前
无花果应助Mango采纳,获得10
3分钟前
4分钟前
4分钟前
小蘑菇应助天真的乐菱采纳,获得10
4分钟前
5分钟前
5分钟前
牛黄完成签到 ,获得积分10
5分钟前
天真的乐菱完成签到,获得积分10
5分钟前
跳跃雨寒完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
6分钟前
6分钟前
6分钟前
花花公子完成签到,获得积分10
6分钟前
Angie完成签到 ,获得积分10
7分钟前
自然亦凝完成签到,获得积分10
7分钟前
ppp完成签到 ,获得积分10
7分钟前
yshj发布了新的文献求助10
7分钟前
老戎完成签到 ,获得积分10
7分钟前
CipherSage应助隶书采纳,获得10
8分钟前
8分钟前
隶书发布了新的文献求助10
8分钟前
8分钟前
研友_89eKw8完成签到,获得积分10
8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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6021392
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7630844
关于积分的说明 16166456
捐赠科研通 5169205
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766281
邀请新用户注册赠送积分活动 1749081
关于科研通互助平台的介绍 1636389