Experimental and Theoretical Insights Into Synergistic Sn‐N Co‐Doping Enhancing Air Stability and Interfacial Compatibility of Li5.5PS4.5Cl1.5 Electrolytes for All‐Solid‐State Lithium Metal Batteries

材料科学 电化学 密度泛函理论 兴奋剂 电解质 电导率 化学工程 锂(药物) 离子电导率 离子键合 物理化学 离子 化学 电极 计算化学 光电子学 有机化学 工程类 内分泌学 医学
作者
Kun Zeng,Xuebao Li,Chao Zhao,Jiasen Wang,Dezhi Wang,Zhuangzhi Wu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (39): e07465-e07465
标识
DOI:10.1002/smll.202507465
摘要

Abstract Chlorine‐rich argyrodite sulfide solid‐state electrolytes (SSEs) have risen as prime candidates for all‐solid‐state lithium batteries (ASSLBs) owing to their superior ionic conductivity and exceptional ductility. Nevertheless, the vile Li incompatibility and moisture sensitivity restrict their commercial applications. Herein, a novel Li 5.6 PSn 0.05 S 4.3 N 0.2 Cl 1.5 electrolyte is synthesized via a hetero‐pretreated Sn/ N co‐doping strategy. The impact of these two elements on the air stability and electrochemical performance is rigorously validated in combination with the first‐principles density functional theory (DFT) calculation and the ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations. With optimal elemental substitutions, Li 5.65 P 0.95 Sn 0.05 S 4.5 Cl 1.5 achieves a high ionic conductivity of 9.54 mS cm −1 along with remarkable anti‐hydrolysis properties. The generation of a Li–Sn alloy at the Li/SSEs interface significantly reduces the Li + migration barrier and promotes uniform lithium deposition. Moreover, the in situ formation of Li 3 N within Li 5.7 PS 4.3 N 0.2 Cl 1.5 effectively facilitates Li + migration. Under the synergistic effect of Sn/N, Li 5.6 PSn 0.05 S 4.3 N 0.2 Cl 1.5 endows an admirable critical current density of 1.53 mA cm −2 and splendid cycling performance (900 h at 0.1 mA cm −2 ) in lithium symmetric cells. Additionally, ASSLBs fabricated with Li 5.6 PSn 0.05 S 4.3 N 0.2 Cl 1.5 reveal satisfactory cycling stability both at room temperature and elevated temperature (50 °C). This study paves the way for advancing the development of Li‐compatibility and moisture‐resistant SSEs.
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
landolu完成签到,获得积分10
刚刚
27完成签到 ,获得积分10
1秒前
niuniu发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
xcwy完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助yao采纳,获得10
5秒前
5秒前
柠檬完成签到,获得积分10
6秒前
糟糕的夏云完成签到,获得积分20
7秒前
宋文娟发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
fufu完成签到 ,获得积分10
9秒前
炙热世立完成签到,获得积分10
9秒前
Lliu完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
11秒前
无尘完成签到 ,获得积分0
13秒前
蒋灵馨完成签到 ,获得积分0
13秒前
尤瑟夫完成签到 ,获得积分10
13秒前
危险的鲅鱼完成签到 ,获得积分10
15秒前
Aimee完成签到 ,获得积分10
15秒前
文承龙完成签到,获得积分10
15秒前
季冬十五完成签到,获得积分10
16秒前
zyw完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
xrima完成签到,获得积分10
17秒前
dongdadada完成签到,获得积分10
18秒前
苏silence发布了新的文献求助10
18秒前
Kao应助charlins采纳,获得10
19秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
21秒前
拾个勤天完成签到,获得积分10
21秒前
赘婿应助宋文娟采纳,获得10
21秒前
Forest完成签到,获得积分0
22秒前
binban128完成签到,获得积分10
22秒前
风趣的鸡翅完成签到,获得积分10
23秒前
科研通AI6.4应助苏silence采纳,获得10
25秒前
韭黄完成签到,获得积分10
25秒前
随风沙ZYX完成签到 ,获得积分10
25秒前
Ayton完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 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 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 7257716
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879627
关于积分的说明 18757656
捐赠科研通 6938097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201148
关于科研通互助平台的介绍 2375264
邀请新用户注册赠送积分活动 2176963