Engineering high conductive Li7P2S8I via Cl- doping for all-solid-state Li-S batteries workable at different operating temperatures

电解质 离子电导率 电导率 兴奋剂 分离器(采油) 快离子导体 材料科学 退火(玻璃) 阴极 电化学窗口 化学 化学工程 电极 复合材料 光电子学 物理化学 热力学 工程类 物理
作者
Zhongkai Wu,Shaoqing Chen,Chuang Yu,Chaochao Wei,Linfeng Peng,Hsing‐Lin Wang,Shijie Cheng,Jia Xie
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:442: 136346-136346 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136346
摘要

High ionic conductivity and excellent lithium compatibility for sulfide solid electrolytes are vital to developing solid-state Li-metal batteries with high energy density and safety. Li7P2S8I has attracted significant attention due to its low cost, good stability towards lithium metal, and low annealing temperature. However, the low conductivity compared to liquid electrolyte and poor stability with Li metal at high current density limits its applications in solid-state batteries. In this work, the conductivity of Li7P2S8I is first increased from 1.53 mS/cm to 3.08 mS/cm by Cl- doping. The enhanced ionic conductivity is due to the introduction of S2-/Cl-/I- disorder structure in the structure. Then, the Li-ion conductivity of Li7P2S8I0.5Cl0.5 is enhanced up to 6.67 mS/cm via optimizing the pellet-making pressures and temperatures with the hot-press technique. Because of the superior conductivity, the assembled Li2S-LiI/Li7P2S8I0.5Cl0.5/Li-In battery delivers initial discharge capacities of 1051.0 mAh/g, 1385.0 mAh/g, and 713 mAh/g under 0.13 mAh/cm2 at room temperature, 60 °C, and 0 °C, respectively. Moreover, the capacity contribution of the Li7P2S8I0.5Cl0.5 electrolyte in cathode mixture are unraveled, which shows reversible charge/discharge more than 80 cycles and confirms the extra capacity from the electrolytes in the cathode mixture. The hot-press Li7P2S8I0.5Cl0.5 pellet shows excellent lithium compatibility and dendrite suppression capability, achieving stable lithium plating/stripping up to 280 h at 0.1 mA/cm2. The corresponding 3Li2S-LiI/Li7P2S8I0.5Cl0.5/Li battery delivers an initial discharge capacity of 474 mAh/g at 0.13 mA/cm2 and capacity retention of 83% after 30 cycles. This work provides a promising strategy to explore sulfide electrolytes enabling solid-state Li-Metal battery.
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
刚刚
brucehekai发布了新的文献求助10
1秒前
沉思猫完成签到,获得积分10
1秒前
静远完成签到,获得积分10
1秒前
一一完成签到 ,获得积分0
2秒前
锅包肉发布了新的文献求助10
2秒前
科研小郭发布了新的文献求助10
3秒前
天天快乐应助M1982采纳,获得10
3秒前
小汪完成签到,获得积分10
3秒前
小聂应助liusaiya采纳,获得10
4秒前
阔达忆秋关注了科研通微信公众号
4秒前
111发布了新的文献求助10
4秒前
鱼儿会飞完成签到,获得积分10
4秒前
Lu完成签到,获得积分10
5秒前
AireenBeryl531应助zxf采纳,获得20
6秒前
小蘑菇应助爱听歌的丹琴采纳,获得20
6秒前
孙瞳完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
烟花应助111采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
阿飘完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
李健应助白忆南采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
重要大有完成签到,获得积分20
10秒前
昆仑山吴某完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
YoungDoctor完成签到,获得积分10
10秒前
aileen9190发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
Cartry完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助qsr采纳,获得10
12秒前
Evan完成签到 ,获得积分10
12秒前
NexusExplorer应助图书馆采纳,获得10
13秒前
狂躁大汉完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14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
юрские динозавры восточного забайкалья 800
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
Classics in Total Synthesis IV 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 3144663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2796129
关于积分的说明 7818009
捐赠科研通 2452286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304935
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627339
版权声明 601432