Modeling of Void‐Mediated Cracking and Lithium Penetration in All‐Solid‐State Batteries

材料科学 阳极 开裂 空隙(复合材料) 复合材料 电解质 渗透(战争) 电极 化学 物理化学 运筹学 工程类
作者
Wei Wang,Jiaxuan Wang,Lin Chen,Haihui Ruan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (41) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/adfm.202303484
摘要

Abstract All‐solid‐state batteries (ASSBs) are expected to have an exceptional energy density and safety owing to the possibilities of direct usage of lithium as an anode and the suppression of dendrites by a solid‐state electrolyte (SSE). However, recent experiments unveil discharging‐induced voids in lithium‐SSE interfaces and charging‐induced cracks in SSE, wherein lithium penetration occurs. To avoid such cell failures, a theoretical model rendering high‐credibility simulations is needed to assist ASSB designs. Herein, such a model coupling the electrochemical processes and mechanical responses of an ASSB are proposed, in which the kinetics of voids and cracks are the key ingredients. Numerical simulations based on the model reveal that void growth is the result of stripping with disparate diffusivity in the surface layer and the bulk of lithium. They bring about the non‐uniform distribution of Li + during electroplating, a damage zone near the interface, SSE cracking, and then lithium plating in the cracks. It is noted that the cracks and lithium dendrites revealed by the simulations are very similar to those observed in in situ experiments and that a high stack pressure cannot inhibit cracking and lithium penetration. Instead, suitable lateral compressive stresses can prevent SSE from cracking and therefore inhibit lithium dendrites.
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
jin发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6.2应助尊嘟假嘟采纳,获得10
1秒前
wllom发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
MINUS3发布了新的文献求助10
2秒前
无昵称发布了新的文献求助10
2秒前
Yasing发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
酒酿萝卜皮完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
大模型应助傻傻的滑板采纳,获得10
5秒前
老实秋寒完成签到,获得积分10
5秒前
自由的老姆完成签到,获得积分10
5秒前
_科研顺利给_科研顺利的求助进行了留言
5秒前
无花果应助阳光采纳,获得10
5秒前
蒲云海完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
xhh完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
领导范儿应助lala采纳,获得10
7秒前
DY发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.4应助棒棒晖采纳,获得10
7秒前
Xccccc发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
宜醉宜游宜睡应助lbx采纳,获得10
8秒前
蒲云海发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Kao应助多吃一楼芋圆采纳,获得10
10秒前
10秒前
林泽强完成签到,获得积分10
11秒前
ATX发布了新的文献求助10
11秒前
阿金是学术渣渣完成签到,获得积分10
11秒前
自由的含双完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
小顾发布了新的文献求助10
11秒前
冷艳蝴蝶发布了新的文献求助10
12秒前
MINUS3完成签到,获得积分10
12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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Plato's Parmenides. A Constructive Reading 500
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 7302264
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8920445
关于积分的说明 18895129
捐赠科研通 6966356
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3211527
关于科研通互助平台的介绍 2380523
邀请新用户注册赠送积分活动 2188581