The effect of aspect ratio on the mechanical behavior of Li metal in solid-state cells

材料科学 蠕动 静水应力 箔法 阳极 复合材料 电解质 金属 压力(语言学) 极限抗拉强度 压缩(物理) 冶金 热力学 化学 电极 物理化学 哲学 有限元法 物理 语言学
作者
Catherine G. Haslam,Jeffery B. Wolfenstine,Jeff Sakamoto
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:520: 230831-230831 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2021.230831
摘要

The Li metal anode is necessary for solid-state batteries to dramatically exceed the energy density of state-of-the-art conventional Li-ion batteries. To enable the Li metal anode, the mechanical properties of Li metal under compression in a commercially relevant cell configuration must be determined. This work examines the compression creep behavior of Li metal coupled with a relevant model solid-state electrolyte (Li6.5La3Ta0.5Zr1.5O12) and current collector (Ni) as a function of applied stress (1–10 MPa) and Li foil thickness (100–700 μm). At 1 MPa applied stress, the strain rate of all Li foil thicknesses under compression was almost four orders of magnitude lower than what is predicted from tensile creep tests. Steady-state creep behavior was observed for Li foil ≥350 μm at 5 MPa and ≥250 μm at 10 MPa. Conversely, sustained creep deformation was not observed for 100 and 150 μm Li foils at any applied stress. It is suggested that friction at the Li/LLZO and Li/Ni interfaces leads to the formation of hydrostatic stress that controls Li deformation at low aspect ratios. These results have implications for battery pack stack pressure requirements, particularly relating to void formation during stripping and Li metal filament penetration during plating.

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
动听如之完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Lucas应助ZHI采纳,获得10
2秒前
科目三应助juan采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
9秒前
xiaohao完成签到 ,获得积分10
9秒前
桐桐应助KD采纳,获得10
11秒前
初余发布了新的文献求助10
14秒前
小黄发布了新的文献求助10
15秒前
小蘑菇应助闫111采纳,获得10
18秒前
小燕子完成签到 ,获得积分10
20秒前
22秒前
25秒前
26秒前
26秒前
ZHI完成签到,获得积分20
27秒前
28秒前
28秒前
KD发布了新的文献求助10
31秒前
WRZ发布了新的文献求助10
32秒前
小马完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
NexusExplorer应助北执采纳,获得10
34秒前
John完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
共享精神应助盆浴烟采纳,获得10
36秒前
38秒前
闫111发布了新的文献求助10
39秒前
小马甲应助sun采纳,获得10
42秒前
ZHI发布了新的文献求助10
42秒前
手帕很忙完成签到,获得积分10
43秒前
闫111完成签到,获得积分20
45秒前
所所应助WRZ采纳,获得10
48秒前
8R60d8应助sks采纳,获得10
48秒前
48秒前
50秒前
sun发布了新的文献求助10
54秒前
zhanks发布了新的文献求助10
55秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 1500
TM 5-855-1(Fundamentals of protective design for conventional weapons) 1000
CLSI EP47 Evaluation of Reagent Carryover Effects on Test Results, 1st Edition 800
Threaded Harmony: A Sustainable Approach to Fashion 799
Livre et militantisme : La Cité éditeur 1958-1967 500
Retention of title in secured transactions law from a creditor's perspective: A comparative analysis of selected (non-)functional approaches 500
"Sixth plenary session of the Eighth Central Committee of the Communist Party of China" 400
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 3055401
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2712227
关于积分的说明 7430195
捐赠科研通 2357037
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1248528
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 606737
版权声明 596093