Design Unique Air‐Stable and Li–Metal Compatible Sulfide Electrolyte via Exploration of Anion Functional Units for All‐Solid‐State Lithium–Metal Batteries

材料科学 电解质 硫化物 金属 锂(药物) X射线光电子能谱 阳极 无机化学 阴极 氧化物 化学工程 电极 化学 物理化学 冶金 工程类 内分泌学 医学
作者
Niaz Ahmad,Shaorui Sun,Peiwen Yu,Wen Yang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (28) 被引量:66
标识
DOI:10.1002/adfm.202201528
摘要

Abstract The marriage of solid‐state sulfide electrolytes (SSSEs) with Li‐anode and oxide‐based cathodes can multiply the energy density of all‐solid‐state Lithium–metal batteries (ASSLMBs). However, hydrolysis in the air, reduction at the Li/SSSE interface, and growth of Li‐dendrites inside SSSEs collectively block the route of sulfide‐based ASSLMBs. Herein, a novel Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 ‐Li 3 N glass–ceramic electrolyte (GCE) is developed, wherein O and N substitution produce POS 3 3– and Li 3 N unique functional units enable superior σ Li+ 1.58 mS cm –1 at RT. Notably, POS 3 3– units in Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 ‐Li 3 N excellently prevent the structural degradation against moisture @45–50%. The critical current density of Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 –Li 3 N reaches 1 mA cm –2 /1 mAh cm –2 @ RT. Moreover, Li//Li cells realize unprecedented Li‐plating/stripping >1000 h at 0.3 mA cm –2 /0.3 mAh cm –2 and 0.5 mA cm –2 /0.5 mAh cm –2 at RT. ToF‐SIMS and depth‐X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirm the formation of Pre‐solid‐electrolyte interphase (SEI) enriched with thermodynamically stable Li 2 O and Li 3 N species at Li/Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 –Li 3 N interface, suppressing the interfacial reactions and growth of Li‐dendrites inside Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 –Li 3 N. Furthermore, LiNbO 3 @NCA/Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 –Li 3 N/Li cells deliver a remarkable initial discharge capacity of 177.3, 177.6, and 177.8 mAh g –1 with 7.50, 16.50, and 21.50 mg cm –2 of NCA loading. Thus, the novel Li 2.96 P 0.98 S 3.92 O 0.06 –Li 3 N GCE addresses all key challenging issues and has tremendous potential to be used in sulfide‐based high‐energy ASSLMBs.
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
xzy998发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
3秒前
zing发布了新的文献求助10
3秒前
xing_xing的应助被YYY采纳,获得20
4秒前
5秒前
6秒前
7秒前
molihuakai的应助被lhl采纳,获得10
7秒前
8秒前
虚拟的如霜的应助被西啃采纳,获得10
9秒前
Dreamer.发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
刀疤尤金发布了新的文献求助10
14秒前
Lmondy发布了新的文献求助30
14秒前
科研通AI6.2的应助被毅力采纳,获得10
16秒前
16秒前
17秒前
18秒前
CodeCraft的应助被Syne_采纳,获得10
18秒前
刀疤尤金完成签到,获得积分10
18秒前
小树子完成签到,获得积分10
18秒前
橙澄诚的应助被奋斗小吕采纳,获得50
19秒前
DMF的应助被奋斗小吕采纳,获得50
20秒前
xzy998发布了新的文献求助10
20秒前
xueyu发布了新的文献求助10
20秒前
Astronaut发布了新的文献求助10
21秒前
NexusExplorer的应助被zing采纳,获得10
21秒前
23秒前
苹果誉完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
科研通AI6.4的应助被潇洒诗槐采纳,获得10
25秒前
26秒前
XX的应助被苹果蓉采纳,获得20
29秒前
29秒前
31秒前
牧青的应助被OK采纳,获得100
31秒前
CHAI发布了新的文献求助10
31秒前
筱筱完成签到 ,获得积分10
32秒前
脑洞疼的应助被西啃采纳,获得10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Acceptability of Printed Boards 600
The Dawn of Philology 520
Organizational Behavior 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
A primer on partial least squares structural equation modeling (PLS-SEM) (4th ed.) 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7823258
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9349804
关于积分的说明 20554969
捐赠科研通 7415898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3333921
关于科研通互助平台的介绍 2479313
邀请新用户注册赠送积分活动 2354039