Engineering Li 2 ZrCl 6 with Ga 3+ /Ge 4+ Doping for High Ionic Conductivity and Stable Interfaces in Solid-State Batteries

离子电导率 电导率 电解质 化学 电化学窗口 掺杂剂 电化学 兴奋剂 快离子导体 化学物理 阴极 离子键合 从头算 密度泛函理论 离子 热传导 化学工程 无机化学 从头算量子化学方法 纳米技术 分子动力学 导电体 相(物质) 储能 电阻率和电导率 结构稳定性
作者
Yao Wu,Yi Liu,Xiao Huang,Shangquan Zhao,N R Zhou
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:65 (5): 2850-2862
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.5c04863
摘要

The solid electrolyte Li2ZrCl6 has attracted significant attention due to its low cost and good compatibility with high-voltage cathode materials. Although it exhibits considerable ionic conductivity at room temperature, it still falls short of the requirements for widespread application. Doping has proven effective in enhancing the ionic conductivity of Li2ZrCl6. In this work, the potential of Li2.5Zr0.75Zn0.25Cl6, Li2.25Zr0.75Ga0.25Cl6, and Li2Zr0.75Ge0.25Cl6 as solid electrolytes is investigated using density functional theory and ab initio molecular dynamics simulations based on first principles, with the doping-induced enhancement mechanism analyzed at the atomic scale. Moreover, the electrochemical window and phase stability of these materials are examined by using the Pymatgen tool. Results indicate that the nature of the dopant and a lithium-rich strategy are key factors influencing the Li+ conductivity of Li2.25Zr0.75Ga0.25Cl6. Compared to pristine Li2ZrCl6, Li2.25Zr0.75Ga0.25Cl6 shows significantly improved ionic conductivity, attributed to a reduced migration energy barrier and additional migration pathways in the ab plane. Furthermore, more isosurfaces at the interface suggest that Ga3+ incorporation enhances Li+ conduction between Li2ZrCl6 and Li2S. This study provides a microscopic understanding of how elemental doping improves ion transport, contributing to the development of advanced solid electrolytes and all-solid-state batteries.
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
李爱国的应助被KKLUV采纳,获得10
刚刚
小巧的蛋挞完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
天涯书生完成签到,获得积分10
1秒前
帅气哈密瓜完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Owen的应助被科研小陈采纳,获得30
1秒前
希音发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4的应助被Zero采纳,获得20
1秒前
wangzs完成签到,获得积分10
2秒前
香蕉觅云的应助被古今同绪采纳,获得10
2秒前
加油鹿小葵完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Sh发布了新的文献求助10
3秒前
晓晓完成签到,获得积分10
3秒前
取什么名字好呢完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
云山完成签到,获得积分10
4秒前
NexusExplorer的应助被lujinjin采纳,获得10
4秒前
完犊子发布了新的文献求助10
4秒前
小小完成签到,获得积分10
4秒前
jiafang发布了新的文献求助10
4秒前
小菜一碟2021完成签到,获得积分10
4秒前
榕木发布了新的文献求助10
5秒前
Yao发布了新的文献求助10
5秒前
thz发布了新的文献求助10
5秒前
孙朱珠发布了新的文献求助10
5秒前
孙朱珠发布了新的文献求助10
5秒前
Lny的应助被yongon采纳,获得10
5秒前
孙朱珠发布了新的文献求助10
5秒前
lugengping完成签到,获得积分10
5秒前
白枫完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI6.4的应助被东方浩漫采纳,获得10
5秒前
siempre完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
xianyu完成签到,获得积分10
6秒前
海林涵完成签到,获得积分10
6秒前
jing完成签到,获得积分10
6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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
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 8076688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494684
关于积分的说明 21382675
捐赠科研通 7644814
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400216
关于科研通互助平台的介绍 2529896
邀请新用户注册赠送积分活动 2438818