Unravelling the O-doping effect on chemical/electrochemical stability of Li5.5PS4.5Cl1.5 for all-solid-state lithium batteries

锂(药物) 电化学 兴奋剂 阳极 阴极 材料科学 电解质 无机化学 化学工程 化学 光电子学 物理化学 电极 工程类 医学 内分泌学
作者
Ming Liang,Qiyue Luo,Chaochao Wei,Chen Liu,Ziling Jiang,Zhongkai Wu,Lin Li,Long Zhang,Xia Chen,Shijie Cheng,Chuang Yu
标识
DOI:10.1016/j.nxmate.2024.100233
摘要

Chlorine-rich Li-argyrodite sulfide solid electrolytes Li5.5PS4.5Cl1.5 are applied in all-solid-state batteries (ASSBs) due to the promising ionic transport and structural stability. However, the poor air/moisture stability and incompatibility to Li metal impede their practical applications. Herein, we synthesized a Li5.5PS4.5Cl1.5-based argyrodite exhibiting improved moisture stability and electrochemical performance to metallic Li, as well as high-voltage cathodes through O doping. The prepared oxygen-doped Li5.5PS4.5Cl1.5 samples (Li5.5PS4.425O0.075Cl1.5) possess significantly enhanced air stability and lower migration barrier in comparison with pristine Li5.5PS4.5Cl1.5. Moreover, Li5.5PS4.425O0.075Cl1.5 exhibits lower polarization voltage and better compatibility with lithium metal in the constant current charge-discharge tests of Li-Li symmetrical cell. This is attributed to the Cl-O coexistence coating interface that observed in the interface of Li/Li5.5PS4.425O0.075Cl1.5. To fully leverage the ultrafast ionic conductivity of Li5.5PS4.5Cl1.5, we construct ASSBs using optimized Li5.5PS4.425O0.075Cl1.5 as buffer layer between pristine LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 cathode materials and Li5.5PS4.5Cl1.5, leading to higher discharge capacities and elevated capacity retention. Based on above results, we further introduce LiNbO3-coated LiCoO2 as cathode, combined with Li5.5PS4.425O0.075Cl1.5 as an isolating layer between Li anode and Li5.5PS4.5Cl1.5 to suppress the growth of Li dendrite and achieve superior cyclability at wide voltage windows. Consequently, the all-solid-state lithium batteries exhibit promising application in a wide temperature range. This work provides a compelling strategy for achieving improved Chlorine-rich Li-argyrodite solid electrolytes with excellent air stability, high ionic conductivity and Li dendrite suppression capability, hence enabling all-solid-state batteries with high energy density and superior cyclability.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
lucy发布了新的文献求助10
刚刚
Xiaosi完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
绿野仙踪完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
香蕉觅云应助qq采纳,获得10
3秒前
蓝莓小蛋糕完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
Sure完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
糊涂涂完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
浮游应助取个名儿吧采纳,获得10
4秒前
罗彩明发布了新的文献求助10
5秒前
朱超帆发布了新的文献求助10
5秒前
认真的金针菇完成签到,获得积分10
6秒前
科研怪人完成签到 ,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
凡人发布了新的文献求助10
7秒前
123PY完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6应助昵称呢采纳,获得10
8秒前
walk发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
咕咕发布了新的文献求助10
9秒前
小蘑菇应助ruby采纳,获得10
9秒前
醇杰的明哲完成签到 ,获得积分10
9秒前
cola发布了新的文献求助30
9秒前
zhangliangfu发布了新的文献求助10
9秒前
cxm666发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
排骨炖汤完成签到,获得积分0
11秒前
oyn66完成签到,获得积分10
11秒前
NexusExplorer应助刻苦初兰采纳,获得10
12秒前
爱丽丝发布了新的文献求助10
12秒前
何香香能吃苦完成签到,获得积分10
12秒前
洋洋洋完成签到,获得积分10
12秒前
坤坤完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
大模型应助纳纳椰采纳,获得10
14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
《微型计算机》杂志2006年增刊 1600
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4958982
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4219827
关于积分的说明 13138276
捐赠科研通 4003232
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2190680
邀请新用户注册赠送积分活动 1205340
关于科研通互助平台的介绍 1116823