Linking void and interphase evolution to electrochemistry in solid-state batteries using operando X-ray tomography

相间 材料科学 电解质 电化学 同步加速器 空隙(复合材料) 电极 锂(药物) 纳米技术 快离子导体 化学工程 复合材料 化学 遗传学 医学 生物 物理 工程类 内分泌学 物理化学 核物理学
作者
John A. Lewis,Francisco Javier Quintero Cortes,Yuhgene Liu,John Miers,Ankit Verma,Bairav S. Vishnugopi,Jared Tippens,Dhruv Prakash,Thomas S. Marchese,Sang Yun Han,Chanhee Lee,Pralav P. Shetty,Hyun‐Wook Lee,Pavel Shevchenko,Francesco De Carlo,Christopher Saldaña,Partha P. Mukherjee,Matthew T. McDowell
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:20 (4): 503-510 被引量:298
标识
DOI:10.1038/s41563-020-00903-2
摘要

Despite progress in solid-state battery engineering, our understanding of the chemo-mechanical phenomena that govern electrochemical behaviour and stability at solid–solid interfaces remains limited compared to at solid–liquid interfaces. Here, we use operando synchrotron X-ray computed microtomography to investigate the evolution of lithium/solid-state electrolyte interfaces during battery cycling, revealing how the complex interplay among void formation, interphase growth and volumetric changes determines cell behaviour. Void formation during lithium stripping is directly visualized in symmetric cells, and the loss of contact that drives current constriction at the interface between lithium and the solid-state electrolyte (Li10SnP2S12) is quantified and found to be the primary cause of cell failure. The interphase is found to be redox-active upon charge, and global volume changes occur owing to partial molar volume mismatches at either electrode. These results provide insight into how chemo-mechanical phenomena can affect cell performance, thus facilitating the development of solid-state batteries. Understanding electrochemical behaviour and stability at solid–solid interfaces remains challenging. Operando synchrotron X-ray computed microtomography loss reveals that reconfiguration of interfacial contact is critical to explain cell failure during solid-state battery cycling.
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
乐乐应助慢慢学习的小白采纳,获得10
刚刚
桑榆完成签到,获得积分20
1秒前
美丽的颜演完成签到,获得积分10
1秒前
九日科研ing完成签到,获得积分0
1秒前
3秒前
5秒前
5秒前
天天快乐应助明理的访风采纳,获得10
6秒前
小伟跑位发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
所所应助希文采纳,获得10
8秒前
leadsyew发布了新的文献求助10
10秒前
111发布了新的文献求助10
10秒前
宅了五百年完成签到,获得积分10
11秒前
情殇发布了新的文献求助10
11秒前
情怀应助坨坨采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
贾雨村完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
xixi发布了新的文献求助10
17秒前
Plucky完成签到,获得积分10
17秒前
清风发布了新的文献求助10
19秒前
超的爱123发布了新的文献求助10
19秒前
豌豆颠颠发布了新的文献求助10
19秒前
Active发布了新的文献求助10
20秒前
111完成签到,获得积分20
20秒前
zijingliang发布了新的文献求助10
20秒前
tian翼发布了新的文献求助30
21秒前
von宵完成签到,获得积分10
21秒前
杨航发布了新的文献求助10
21秒前
科研通AI5应助没有采纳,获得10
22秒前
冷酷茹妖完成签到 ,获得积分10
23秒前
了晨完成签到 ,获得积分10
25秒前
萧水白应助心脏沾鲜血采纳,获得10
25秒前
25秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3971441
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3516161
关于积分的说明 11181180
捐赠科研通 3251322
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1795788
邀请新用户注册赠送积分活动 876026
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 805228