Li Atomic Diffusivity: A Key Descriptor for Critical Current Density and Cycling Stability in Alloy Anodes for All-Solid-State Lithium Batteries

化学 锂(药物) 阳极 合金 阴极 电解质 热扩散率 电池(电) 电流密度 原子扩散 扩散 沉积(地质) 化学工程 原子半径 工作(物理) 冶金 锂电池 光电子学 X射线光电子能谱 分析化学(期刊) 纳米技术 锂离子电池 电迁移 堆积 材料科学
作者
Guoyong Xue,Jie Lu,Zhe-Tao Sun,Chenji Hu,Ruilong Liu,Lu Chu,Wei Wei,Yi Cui,Yixiao Zhang,Xi Liu,Ziyang Ning,Shou‐Hang Bo,Linsen Li,Chuying Ouyang,W. Kai,Liwei Chen
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (43): 39475-39481 被引量:11
标识
DOI:10.1021/jacs.5c12252
摘要

Alloy anodes hold promise for achieving dendrite-free all-solid-state lithium batteries (ASSLBs) by regulating lithium deposition behavior, leading to enhanced critical current density (CCD) and cycling stability. However, existing alloy anodes in ASSLBs fall short of practical requirements (CCD > 10 mA cm –2 ), and key factors determining CCD remain unclear. Here, we propose a diffusion-controlled Li deposition model in which CCD critically depends on the competition between surface attachment and diffusion of incoming atoms. Multimodal characterizations validate that Li atomic diffusivity in the alloy anode is a key descriptor for the CCD and cycling stability of ASSLBs. Leveraging this insight, LiGa is chosen as the optimized alloy anode due to its high Li atomic diffusivity (∼3 × 10 –7 cm 2 s –1 ), which enables a record-high CCD exceeding 50 mA cm –2 and stable solid electrolyte-anode interface at a high current density of 3 mA cm –2 . ASSLBs pairing the LiGa anode with the LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 cathode and using Li 6 PS 5 Cl (LPSCl) solid electrolyte exhibit remarkable long-term cycling stability of 1000 cycles with 80% capacity retention under 25 °C and a stacking pressure of 1 MPa, outperforming state-of-the-art alloy anode-based counterparts. This work establishes a unified descriptor for the control of Li deposition, advancing practical ASSLB development.
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
wzx发布了新的文献求助10
刚刚
大刘发布了新的文献求助10
1秒前
落寞的忆雪完成签到,获得积分10
2秒前
WW完成签到,获得积分10
3秒前
星沉静默完成签到,获得积分10
3秒前
hx0841完成签到,获得积分10
3秒前
丘比特应助levi采纳,获得10
3秒前
3秒前
完美誉完成签到 ,获得积分10
4秒前
闪闪婴发布了新的文献求助10
4秒前
俭朴含卉完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
康康应助飞起来了采纳,获得10
5秒前
ZYX发布了新的文献求助10
5秒前
南风完成签到 ,获得积分10
5秒前
fancy应助105采纳,获得10
6秒前
Jasper应助坚强亦丝采纳,获得10
6秒前
喜悦的发布了新的文献求助10
9秒前
伽古拉40k完成签到,获得积分10
9秒前
爆米花应助wzx采纳,获得10
12秒前
明111发布了新的文献求助20
12秒前
小郭完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
我是老大应助闪闪婴采纳,获得10
14秒前
希望天下0贩的0应助starROme采纳,获得10
15秒前
17秒前
猎人日记完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
19秒前
19秒前
直率紫安完成签到 ,获得积分10
20秒前
Hello应助Kenny采纳,获得10
20秒前
21秒前
21秒前
猎人日记发布了新的文献求助10
21秒前
TanYa发布了新的文献求助10
21秒前
顶刊完成签到,获得积分10
22秒前
lyn完成签到,获得积分20
22秒前
23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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7727916
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9280432
关于积分的说明 20137078
捐赠科研通 7305488
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302652
关于科研通互助平台的介绍 2455817
邀请新用户注册赠送积分活动 2310767