亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

A dynamic stability design strategy for lithium metal solid state batteries

阳极 电解质 材料科学 阴极 锂(药物) 枝晶(数学) 电池(电) 功率密度 比能量 颗粒 渗透(战争) 金属 复合材料 化学工程 金属锂 化学 电极 冶金 功率(物理) 热力学 数学 医学 物理 几何学 工程类 物理化学 运筹学 内分泌学
作者
Luhan Ye,Xin Li
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:593 (7858): 218-222 被引量:740
标识
DOI:10.1038/s41586-021-03486-3
摘要

A solid-state electrolyte is expected to suppress lithium (Li) dendrite penetration with high mechanical strength1-4. However, in practice it still remains challenging to realise a lithium metal anode for batteries, because micrometre- or submicrometre-sized cracks in ceramic pellets can frequently be generated during battery assembly or long-time cycling3,5. Once cracks form, lithium dendrite penetration is inevitable6,7. Here we describe a solid-state battery design with a hierarchy of interface stabilities (to lithium metal responses), to achieve an ultrahigh current density with no lithium dendrite penetration. Our multilayer design has the structure of a less-stable electrolyte sandwiched between more-stable solid electrolytes, which prevents any lithium dendrite growth through well localized decompositions in the less stable electrolyte layer. A mechanism analogous to the expansion screw effect is proposed, whereby any cracks are filled by dynamically generated decompositions that are also well constrained, probably by the 'anchoring' effect the decompositions induce. The cycling performance of the lithium metal anode paired with a LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 cathode is very stable, with an 82 per cent capacity retention after 10,000 cycles at a 20C rate (8.6 milliamps per centimetre squared) and 81.3 per cent capacity retention after 2,000 cycles at a 1.5C rate (0.64 milliamps per centimetre squared). Our design also enables a specific power of 110.6 kilowatts per kilogram and specific energy up to 631.1 watt hours per kilogram at the micrometre-sized cathode material level.
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
野性的幼萱完成签到,获得积分10
2秒前
温柔薯片发布了新的文献求助10
3秒前
飘逸盛男完成签到,获得积分10
4秒前
8秒前
12秒前
dudu发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
温柔薯片完成签到,获得积分10
20秒前
柳贯一完成签到,获得积分10
25秒前
漂亮的半兰完成签到,获得积分10
34秒前
molihuakai的应助被zyx采纳,获得10
40秒前
FashionBoy的应助被强风吹拂采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
虚心问旋完成签到,获得积分10
1分钟前
无私的碧玉完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
swimming完成签到 ,获得积分10
1分钟前
传奇3的应助被kaio_escolar采纳,获得10
1分钟前
强风吹拂发布了新的文献求助10
1分钟前
俊秀的发卡完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
强风吹拂完成签到,获得积分10
1分钟前
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
文艺的纸鹤完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
yangzai发布了新的文献求助100
2分钟前
古木完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
古木发布了新的文献求助10
2分钟前
火星上蜜粉完成签到,获得积分10
2分钟前
123的应助被kaio_escolar采纳,获得30
2分钟前
songliyan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
123的应助被kaio_escolar采纳,获得30
2分钟前
2分钟前
灵巧小夏完成签到,获得积分10
2分钟前
高兴中心完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
Stell & Maran's Head and Neck Surgery and Oncology 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8032797
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9470871
关于积分的说明 21246618
捐赠科研通 7602694
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389123
关于科研通互助平台的介绍 2521340
邀请新用户注册赠送积分活动 2426301