清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Impact of Lithium Nonstoichiometry on Ionic Diffusion in Tetragonal Garnet-Type Li7La3Zr2O12

四方晶系 锂(药物) 材料科学 扩散 离子键合 无机化学 结晶学 离子半径 矿物学 离子 化学 晶体结构 热力学 物理 医学 有机化学 内分泌学
作者
Zihan Yan,Yizhou Zhu
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (23): 11551-11557 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c02454
摘要

Understanding ion transport mechanisms on the atomistic scale in solid-state electrolytes is crucial for the development of all-solid-state batteries. Li7La3Zr2O12 (LLZO) is a promising oxide solid electrolyte material, whose phase transition behavior and ion transport mechanisms have attracted significant research attention. Previous studies have primarily focused on ion transport in the cubic phase (intrinsic high-temperature phase or doped variants). In contrast, the tetragonal phase of LLZO, despite its close relationship with the cubic phase, has received less attention due to its relatively low ionic conductivity and high computational cost. A few recent computational studies have shown significant discrepancies in conductivity and activation energy between calculated and experimental values. Therefore, the unclear ion transport mechanisms in the tetragonal phase of LLZO are critical to understanding and designing oxide solid electrolytes. In this study, we employ state-of-the-art machine-learning-based neuroevolution potential molecular dynamics simulations to investigate the effects of lithium nonstoichiometry on the ionic conductivity and phase stability of LLZO. We demonstrate that small deviations from stoichiometry, particularly lithium deficiency, dramatically reduce the activation energy for Li+ diffusion in tetragonal LLZO from 1.227 to 0.425 eV, increasing room-temperature ionic conductivity by 10 orders of magnitude. The slight lithium nonstoichiometry, which commonly occurs during high-temperature synthesis, has a significant effect on ion transport in the tetragonal phase. Our findings highlight the crucial role of lithium nonstoichiometry and defect chemistry in enhancing LLZO performance and provide insights for the rational design of high-performance solid electrolytes through defect engineering.
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
蝎子莱莱xth完成签到,获得积分10
12秒前
氢锂钠钾铷铯钫完成签到,获得积分10
16秒前
Square完成签到,获得积分10
21秒前
wakawaka完成签到 ,获得积分10
30秒前
1分钟前
FeelingUnreal完成签到,获得积分10
1分钟前
GHOSTagw完成签到,获得积分10
1分钟前
卜哥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
碧菡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
老石完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沈惠映完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
紫熊发布了新的文献求助10
2分钟前
小鑫发布了新的文献求助100
2分钟前
2分钟前
2分钟前
纯洁的麻薯完成签到,获得积分10
2分钟前
紫熊发布了新的文献求助20
3分钟前
3分钟前
逸死完成签到 ,获得积分10
3分钟前
紫熊发布了新的文献求助20
3分钟前
玛卡巴卡爱吃饭完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
刀剑如梦发布了新的文献求助10
3分钟前
Ai完成签到,获得积分10
3分钟前
jokerhoney完成签到,获得积分0
3分钟前
自然亦凝完成签到,获得积分10
4分钟前
小蘑菇应助Shiku采纳,获得10
4分钟前
紫熊发布了新的文献求助30
4分钟前
科研通AI6.1应助刀剑如梦采纳,获得10
4分钟前
蓝意完成签到,获得积分0
4分钟前
研友_VZG7GZ应助Hyde采纳,获得10
4分钟前
kk完成签到 ,获得积分10
4分钟前
lily完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
无花果应助Sandy采纳,获得10
5分钟前
6分钟前
6分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
6分钟前
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 Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6436648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251008
关于积分的说明 17551333
捐赠科研通 5494944
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898196
邀请新用户注册赠送积分活动 1874885
关于科研通互助平台的介绍 1716139