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:51
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
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
NexusExplorer应助顺利采纳,获得10
刚刚
林兰特完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
汉堡包应助sian采纳,获得10
3秒前
可爱的函函应助哈哈哈采纳,获得100
4秒前
Profeto完成签到,获得积分10
4秒前
杨旭完成签到,获得积分10
5秒前
anlikek发布了新的文献求助10
7秒前
H-kevin.完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
俏皮的邴发布了新的文献求助10
8秒前
木子木公发布了新的文献求助10
8秒前
yang完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
FashionBoy应助九木德采纳,获得10
10秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
TYMY应助科研通管家采纳,获得30
10秒前
10秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
ding应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
11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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5421856
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4536767
关于积分的说明 14155159
捐赠科研通 4453354
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2442854
邀请新用户注册赠送积分活动 1434227
关于科研通互助平台的介绍 1411370