A flexible electron-blocking interfacial shield for dendrite-free solid lithium metal batteries

材料科学 电解质 枝晶(数学) 成核 电池(电) 锂(药物) 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 化学物理 电极 化学 热力学 物理化学 计算化学 医学 功率(物理) 物理 几何学 数学 有机化学 工程类 内分泌学
作者
Hanyu Huo,Jian Gao,Ning Zhao,Dongxing Zhang,Nathaniel Holmes,Xiaona Li,Yipeng Sun,Jiamin Fu,Ruying Li,Xiangxin Guo,Xueliang Sun
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:12 (1) 被引量:158
标识
DOI:10.1038/s41467-020-20463-y
摘要

Abstract Solid-state batteries (SSBs) are considered to be the next-generation lithium-ion battery technology due to their enhanced energy density and safety. However, the high electronic conductivity of solid-state electrolytes (SSEs) leads to Li dendrite nucleation and proliferation. Uneven electric-field distribution resulting from poor interfacial contact can further promote dendritic deposition and lead to rapid short circuiting of SSBs. Herein, we propose a flexible electron-blocking interfacial shield (EBS) to protect garnet electrolytes from the electronic degradation. The EBS formed by an in-situ substitution reaction can not only increase lithiophilicity but also stabilize the Li volume change, maintaining the integrity of the interface during repeated cycling. Density functional theory calculations show a high electron-tunneling energy barrier from Li metal to the EBS, indicating an excellent capacity for electron-blocking. EBS protected cells exhibit an improved critical current density of 1.2 mA cm −2 and stable cycling for over 400 h at 1 mA cm −2 (1 mAh cm −2 ) at room temperature. These results demonstrate an effective strategy for the suppression of Li dendrites and present fresh insight into the rational design of the SSE and Li metal interface.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
B站萧亚轩发布了新的文献求助10
1秒前
浮游应助159采纳,获得10
2秒前
高大的羽毛完成签到,获得积分10
2秒前
冷酷的冬菱完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
纪尔蓝完成签到,获得积分20
4秒前
酷酷剑通完成签到,获得积分10
4秒前
称心的南霜完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI6应助sssshhh采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
陈玥发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
华冰发布了新的文献求助10
8秒前
学术女战士完成签到,获得积分10
8秒前
CCH关注了科研通微信公众号
8秒前
yang完成签到,获得积分10
9秒前
Reedy完成签到,获得积分10
9秒前
严兴明完成签到,获得积分10
10秒前
青辣椒发布了新的文献求助10
10秒前
浮游应助眯眯眼的白凝采纳,获得10
10秒前
完美世界应助B站萧亚轩采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
宇文安寒完成签到,获得积分10
12秒前
小巧凡霜发布了新的文献求助10
13秒前
bliss完成签到,获得积分10
13秒前
g0123发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
17秒前
实验不可以摆烂完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
yezhi发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
19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
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
Energy-Size Reduction Relationships In Comminution 500
Principles Of Comminution, I-Size Distribution And Surface Calculations 500
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4941008
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4207071
关于积分的说明 13076503
捐赠科研通 3985864
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2182332
邀请新用户注册赠送积分活动 1197889
关于科研通互助平台的介绍 1110237