Ultra‐Stable Interface via 3D Microchannels and Liquid Metal for Ultra‐Long Lifespan Garnet‐Based Solid‐State Batteries

作者
Pingmei Li,Mingxin Zhang,Shiyu Yu,Daming Chen,Yaqing Wei,De Li,Ning Wang,Liang Yueh Ou Yang,Yong Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (25) 被引量:5
标识
DOI:10.1002/adfm.202524790
摘要

Abstract Garnet‐based solid‐state lithium metal batteries (SSLMBs) are promising next‐generation batteries due to their high energy density and safety. However, poor interface contacts between garnet solid electrolyte (Li 6.4 La 3 Zr 1.4 Ta 0.6 O 12 , LLZTO) and Li metal limit further application, and the conventional interface modification strategies cannot maintain interface stability under long‐term cycle, leading to dendrite growth and interlayer mechanical degradation. Here, these challenges are solved through an innovative interfacial strategy synergizing laser‐etched 3D microchannels with liquid metal (LM) Ga interlayer. Experimental result, finite element simulation, and density functional theory (DFT) calculations demonstrate that laser‐etched 3D microchannels on LLZTO can mechanically buffer stresses from volume change, while LM interlayer electrochemically in situ forms Li‐Ga/Li 2 O interlayer that improves interface wettability, homogenizes local current density, and blocks electron leakage. Therefore, the critical current density (CCD) of Li|LM‐3D@LLZTO|Li is increased to an ultra‐high value of 6.1 mA cm −2 . Moreover, it possesses over 10 000 h of cycling stability at 0.2 mA cm −2 and over 7000 h at 0.5 mA cm −2 . Besides, the Li|LM‐3D@LLZTO|LFP (LiFePO 4 ) battery achieves a capacity retention of 86.1% after 1200 cycles at 0.5 C and 86.9% after 700 cycles at 1 C. This strategy can prevent the degradation of the interface, thereby enabling ultra‐stable garnet‐based SSLMBs.
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
刚刚
刚刚
bx完成签到,获得积分20
刚刚
torch132完成签到,获得积分0
1秒前
失眠鸭完成签到,获得积分10
1秒前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
Owen的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
王贵康完成签到,获得积分10
1秒前
小张吃不胖完成签到 ,获得积分0
1秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
无花果的应助被科研通管家采纳,获得30
1秒前
高兴的苞络完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
熙春寒往完成签到 ,获得积分10
1秒前
CodeCraft的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
Chaos的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
将流光照万方完成签到,获得积分10
2秒前
打打的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
TTT完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
汉堡包的应助被高贵的晓筠采纳,获得10
2秒前
斯文败类的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
mafei完成签到,获得积分10
3秒前
MR_Z完成签到,获得积分10
3秒前
Ning_完成签到,获得积分10
3秒前
高贵振家发布了新的文献求助10
3秒前
Pham完成签到,获得积分10
3秒前
d23发布了新的文献求助10
3秒前
888完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
蓝包蛋完成签到,获得积分10
4秒前
lr完成签到,获得积分10
4秒前
huangwenyu完成签到,获得积分10
5秒前
平凡的世界完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
端木星辰发布了新的文献求助10
5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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8085084
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9499523
关于积分的说明 21413570
捐赠科研通 7653580
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3402725
关于科研通互助平台的介绍 2531849
邀请新用户注册赠送积分活动 2441373