Dopant‐Dependent Stability of Garnet Solid Electrolyte Interfaces with Lithium Metal

材料科学 掺杂剂 电解质 锂(药物) 密度泛函理论 介电谱 化学工程 反应性(心理学) 电化学 金属 相(物质) 兴奋剂 电极 无机化学 分析化学(期刊) 化学物理 物理化学 冶金 计算化学 光电子学 有机化学 化学 病理 内分泌学 工程类 替代医学 医学
作者
Yisi Zhu,Justin G. Connell,Sanja Tepavcevic,Peter Zapol,Regina García-Méndez,Nathan J. Taylor,Jeff Sakamoto,Brian J. Ingram,Larry A. Curtiss,J. W. Freeland,Dillon D. Fong,Nenad M. Marković
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:9 (12) 被引量:314
标识
DOI:10.1002/aenm.201803440
摘要

Abstract Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZO) garnet‐based materials doped with Al, Nb, or Ta to stabilize the Li + ‐conductive cubic phase are a particularly promising class of solid electrolytes for all‐solid‐state lithium metal batteries. Understanding of the intrinsic reactivity between solid electrolytes and relevant electrode materials is crucial to developing high voltage solid‐state batteries with long lifetimes. Using a novel, surface science‐based approach to characterize the intrinsic reactivity of the Li–solid electrolyte interface, it is determined that, surprisingly, some degree of Zr reduction takes place for all three dopant types, with the extent of reduction increasing as Ta < Nb < Al. Significant reduction of Nb also takes place for Nb‐doped LLZO, with electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of Li||Nb–LLZO||Li symmetric cells further revealing significant increases in impedance with time and suggesting that the Nb reduction propagates into the bulk. Density functional theory (DFT) calculations reveal that Nb‐doped material shows a strong preference for Nb dopants toward the interface between LLZO and Li, while Ta does not exhibit a similar preference. EIS and DFT results, coupled with the observed reduction of Zr at the interface, are consistent with the formation of an “oxygen‐deficient interphase” (ODI) layer whose structure determines the stability of the LLZO–Li interface.
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
田掌门完成签到,获得积分10
刚刚
Maki_t完成签到,获得积分10
1秒前
Orange应助ZihaoJin采纳,获得10
1秒前
1秒前
dagongren完成签到 ,获得积分10
1秒前
LaKI发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
Louisa完成签到,获得积分10
5秒前
一棵小树完成签到,获得积分10
6秒前
TDS完成签到,获得积分10
6秒前
等待完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
宠仙发布了新的文献求助10
8秒前
brightji完成签到 ,获得积分10
8秒前
晚安小王发布了新的文献求助10
8秒前
Rachelbronika完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
一棵小树发布了新的文献求助10
10秒前
xiechangshan发布了新的文献求助10
10秒前
冷酷丹妗发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
lele发布了新的文献求助10
12秒前
田様应助mrking采纳,获得50
12秒前
再见车站完成签到,获得积分10
12秒前
明亮翼完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
朴实宛凝完成签到,获得积分10
13秒前
思源应助yy采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
ookyze完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
17秒前
付先生完成签到,获得积分10
17秒前
Hello应助去田埂上等乌云采纳,获得10
18秒前
18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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
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 7653054
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9224402
关于积分的说明 19813137
捐赠科研通 7218902
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3279109
关于科研通互助平台的介绍 2439764
邀请新用户注册赠送积分活动 2278310