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
翟如风发布了新的文献求助10
1秒前
鹌鹑完成签到,获得积分10
2秒前
斯文败类应助南无双采纳,获得10
4秒前
Jasper应助我是小汪采纳,获得10
4秒前
5秒前
lqozvhe发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
顾矜应助我好想困了采纳,获得10
8秒前
卡卡发布了新的文献求助10
10秒前
Gaowenjie发布了新的文献求助10
11秒前
niko发布了新的文献求助10
11秒前
自由如风完成签到 ,获得积分10
12秒前
爆米花应助qqq采纳,获得20
12秒前
16秒前
16秒前
砖瓦厂完成签到,获得积分10
17秒前
小锅完成签到,获得积分10
17秒前
cc完成签到,获得积分10
18秒前
CGDAZE完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
21秒前
我是小汪发布了新的文献求助10
22秒前
追寻的问玉完成签到 ,获得积分10
23秒前
qi发布了新的文献求助10
23秒前
地球发布了新的文献求助10
24秒前
Tiger完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
小透明发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
29秒前
Flicker完成签到 ,获得积分10
32秒前
史萌发布了新的文献求助10
32秒前
无忧应助Jello采纳,获得10
33秒前
lqozvhe发布了新的文献求助10
33秒前
科研通AI6.4应助liam采纳,获得10
34秒前
凶狠的慕儿完成签到,获得积分10
34秒前
SG完成签到,获得积分10
35秒前
yfh1997完成签到,获得积分10
36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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 6441955
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255859
关于积分的说明 17579448
捐赠科研通 5500645
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900348
邀请新用户注册赠送积分活动 1877230
关于科研通互助平台的介绍 1717131