Ultrafast One‐Step Synthesis of Garnet‐Type Solid Electrolytes With Modified Surface and Microstructure for Solid‐State Lithium‐Metal Batteries

材料科学 微观结构 锂(药物) 固态 金属锂 超短脉冲 金属 电解质 纳米技术 化学工程 快离子导体 无机化学 冶金 物理化学 激光器 电极 光学 内分泌学 工程类 物理 化学 医学
作者
Jong Heon Kim,Doosoo Kim,Siddhartha Nanda,Hadi Khani
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (52) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adfm.202410845
摘要

Abstract Garnet‐type Li 6.5 La 3 Zr 1.5 Ta 0.5 O 12 (LLZTO) solid electrolytes provide the necessary electrochemical stability and ionic conductivity for solid‐state lithium‐metal batteries (SSLMBs). However, their wider application is hindered by their high interfacial resistance with electrodes and a lengthy synthesis process. This study presents the synthesis of densified LLZTO electrolytes using unconventional Li 2 O and Li 2 ZrO 3 precursors through an ultrafast (≈60 s) Joule heat‐assisted synthesis approach in a single‐step process. The lower sintering temperature of Li 2 ZrO 3 compared to traditional ZrO 2 precursor yields LLZTO with larger grains, resulting in enhanced Li + conductivity (7.0 × 10 −4 S cm −1 at 25 °C), reduced electronic conductivity (1.7 × 10 −10 S cm −1 ), and higher density (94.2%). Applying a 52–80 nm Sn:SnF 2 coating on the LLZTO surface using a melt‐quenching approach produces a uniform interlayer that chemically converts to Li‐Sn alloy and LiF upon contact with lithium, resulting in a near‐zero interfacial resistance and a critical current density of 4.2 mA cm −2 at 25 °C. The SSLMBs, incorporating Sn:SnF 2 ‐coated LLZTO electrolyte with NMC811 cathode, demonstrate remarkable initial capacity (181.1 mAh g −1 ) and cycle performance (88.63% capacity retention at 3000th cycle). The results indicate that this approach has the potential to advance the commercial fabrication technology for high‐performance solid electrolytes for 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
大力云朵完成签到,获得积分10
1秒前
cdercder应助和谐翠曼采纳,获得10
3秒前
JF完成签到,获得积分10
4秒前
nanfeng完成签到 ,获得积分10
5秒前
酷酷李可爱婕完成签到 ,获得积分0
6秒前
久伴久爱完成签到 ,获得积分10
7秒前
感性的听兰完成签到,获得积分10
10秒前
新新新新新发顶刊完成签到 ,获得积分10
12秒前
研值爆表完成签到 ,获得积分10
12秒前
Ava应助和谐翠曼采纳,获得10
14秒前
暴躁咩完成签到,获得积分10
14秒前
大意的飞莲完成签到 ,获得积分10
15秒前
Feijiahao完成签到,获得积分10
15秒前
青菜完成签到,获得积分10
16秒前
术语完成签到 ,获得积分10
18秒前
Kao应助机灵的鹏煊采纳,获得30
18秒前
wwe完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
奔腾小马完成签到 ,获得积分10
22秒前
英勇雅琴完成签到 ,获得积分10
23秒前
haha完成签到,获得积分10
24秒前
钮卿发布了新的文献求助10
24秒前
流星逐月完成签到,获得积分10
26秒前
傻傻的飞丹完成签到 ,获得积分10
26秒前
桐桐应助handsomeman采纳,获得10
26秒前
abtitw完成签到,获得积分10
26秒前
酥饼发布了新的文献求助10
27秒前
魔幻友菱完成签到 ,获得积分10
29秒前
Much完成签到 ,获得积分10
30秒前
cdercder应助Lny采纳,获得10
31秒前
liuzhuohao应助123采纳,获得10
32秒前
33秒前
YikY完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
37秒前
37秒前
风清扬应助科研通管家采纳,获得30
37秒前
ale应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
ale应助科研通管家采纳,获得20
38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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Understanding Acculturation: The Process of Cultural Adjustment as Applied to International Migration 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7370934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8978519
关于积分的说明 19087621
捐赠科研通 7012975
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224993
关于科研通互助平台的介绍 2388627
邀请新用户注册赠送积分活动 2205666