Performance Enhancement of the Li6PS5Cl‐Based Solid‐State Batteries by Scavenging Lithium Dendrites with LaCl3‐Based Electrolyte

电解质 材料科学 锂(药物) 电流密度 图层(电子) 化学工程 分析化学(期刊) 纳米技术 电极 化学 物理化学 色谱法 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Shijie Xu,Xiaobin Cheng,Shunjin Yang,Yi‐Chen Yin,Xinyu Wang,Yuzhe Zhang,Dehang Ren,Yujiang Sun,Xiao Sun,Hong‐Bin Yao,Yongan Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (15) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/adma.202310356
摘要

Abstract Li 6 PS 5 Cl (LPSC) is a very attractive sulfide solid electrolyte for developing high‐performance all‐solid‐state lithium batteries. However, it cannot suppress the growth of lithium dendrites and then can only tolerate a small critical current density (CCD) before getting short‐circuited to death. Learning from that a newly‐developed LaCl 3 ‐based electrolyte (LTLC) can afford a very large CCD, a three‐layer sandwich‐structured electrolyte is designed by inserting LTLC inside LPSC. Remarkably, compared with bland LPSC, this hybrid electrolyte LPSC/LTLC/LPSC presents extraordinary performance improvements: the CCD gets increased from 0.51 to 1.52 mA cm −2 , the lifetime gets prolonged from 7 h to >500 h at the cycling current of 0.5 mA cm −2 in symmetric cells, and the cyclability gets extended from 10 cycles to >200 cycles at the cycling rate of 0.5 C and 30 °C in Li|electrolyte|NCM721 full cells. The enhancing reasons are assigned to the capability of LTLC to scavenge lithium dendrites, forming a passive layer of Ta, La, and LiCl.
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