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
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
爆米花应助鸣蜩阿六采纳,获得10
刚刚
Carpe完成签到,获得积分10
2秒前
WHITE完成签到,获得积分10
2秒前
Ying瀅发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
鳗鱼新之发布了新的文献求助10
3秒前
木白发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
CipherSage应助秋刀鱼不过期采纳,获得10
6秒前
zhang08完成签到,获得积分10
6秒前
Ava应助Snoopy采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
安和桥发布了新的文献求助10
7秒前
无花果应助葛根采纳,获得10
9秒前
10秒前
在水一方应助kkx采纳,获得10
10秒前
萌新完成签到,获得积分10
11秒前
怡然雁凡发布了新的文献求助10
11秒前
YYJ发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
孔建梅完成签到 ,获得积分10
12秒前
温柔的向日葵完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
000111发布了新的文献求助10
13秒前
安和桥完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
wulin314完成签到,获得积分10
15秒前
TRz完成签到,获得积分10
15秒前
鸣蜩阿六发布了新的文献求助10
16秒前
mmol发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
QE发布了新的文献求助10
18秒前
贺岚发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
圆哈哈完成签到,获得积分20
18秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3135235
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2786181
关于积分的说明 7776022
捐赠科研通 2442078
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298417
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625112
版权声明 600847