Aliovalent Substitution of Al3+ in Li2zrcl6 Solid Electrolyte Towards Large-Scale Application

替代(逻辑) 电解质 比例(比率) 材料科学 化学 物理化学 计算机科学 物理 电极 量子力学 程序设计语言
作者
Kang-Ning Gao,Fan Bai,Zhuang Sun,Tao Zhang
标识
DOI:10.2139/ssrn.4724295
摘要

Halide solid electrolytes, known for their stability to 4 V-class cathodes and deformability, emerge as promising candidates for high-performance all-solid-state batteries. Unfortunately, their synthesis often involves expensive elements, limiting mass production and cost-effectiveness. In this study, aliovalent-substituted Li2ZrCl6 with Al3+ is fabricated by one-step ball milling, exhibiting lower cost, higher ionic conductivity and a widened electrochemical window. The cost is reduced by approximately 13.4% through a 25% aliovalent substitution. Li+ conductivity of Li2+xZr1-xAlxCl6 increases from 0.12 mS/cm (x = 0) to a peak of 1.13 mS/cm (x = 0.25) at 25 °C, and activation energy (Ea) reduces from 0.43 eV to 0.29 eV, which is attributed to the extension of Li+ migration pathways along intra- and inter- ab-plane around Al sites as revealed by AIMD calculations. Both experimental and DFT calculation results indicate that the substitution of Al3+ improves the oxidation potential from 4.1 V in Li2ZrCl6 to 4.3 V in Li2.25Zr0.75Al0.25Cl6. Furthermore, the excellent electrochemical performances of all-solid-state batteries are demonstrated using Al-substituted Li2ZrCl6 and commercial LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2. The unravelled multifaceted effects of Al3+ aliovalent substitution in Li2ZrCl6 solid electrolyte make it highly advantageous for future applications in halide-based all-solid-state lithium 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
吨吨发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
爆米花应助烟雨梦兮采纳,获得10
1秒前
1秒前
金平一小发布了新的文献求助10
1秒前
情怀应助无花果采纳,获得10
3秒前
3秒前
5秒前
lin发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
威武的衫发布了新的文献求助10
6秒前
Hello应助田桐采纳,获得10
7秒前
zilu发布了新的文献求助10
7秒前
云海完成签到,获得积分10
8秒前
吸管发布了新的文献求助10
8秒前
P2完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
北北贝贝发布了新的文献求助10
10秒前
小费发布了新的文献求助50
11秒前
SIHUONIANHUA发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
vc关闭了vc文献求助
13秒前
华仔应助时尚的虔采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
西北望完成签到,获得积分10
13秒前
烟雨梦兮发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
bkagyin应助小猪猪采纳,获得10
15秒前
是风动发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
科研通AI6.2应助54zxy采纳,获得10
17秒前
yang发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
十曰发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
小涵发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 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 6504580
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8298904
关于积分的说明 17714973
捐赠科研通 5604046
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2919895
邀请新用户注册赠送积分活动 1897274
关于科研通互助平台的介绍 1759138