Co-doping strategy enhanced the ionic conductivity and excellent lithium stability of garnet-type Li7La3Zr2O12 electrolyte in all solid-state lithium batteries

电解质 材料科学 离子电导率 电导率 锂(药物) 兴奋剂 快离子导体 离子半径 相(物质) 离子键合 化学工程 离子 电极 光电子学 化学 物理化学 内分泌学 工程类 有机化学 医学
作者
Ziqiang Xu,Xin Hu,Bowen Fu,Kashif Khan,Jintian Wu,Teng Li,Haiping Zhou,Zixuan Fang,Mengqiang Wu
出处
期刊:Journal of Materiomics [Elsevier BV]
卷期号:9 (4): 651-660 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.jmat.2023.01.007
摘要

Garnet-type Li7La3Zr2O12 (LLZO) is one of the most promising solid-state electrolytes (SSEs). However, the application of LLZO is limited by structural instability, low ionic conductivity, and poor lithium stability. To obtain a garnet-type solid electrolyte with a stable structure and high ionic conductivity, a series of TaCe co-doping cubic Li6·4La3Zr1.4-xTa0.6CexO12 (LLZTCO, x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.20, 0.30) electrolytes were successfully synthesized through conventional solid-phase method. The Ta5+ doping can introduce more lithium vacancies and effectively maintain the stability of the cubic phase. The Ce4+ with a larger ionic radius is introduced into the lattice to widen the Li+ migration bottleneck size, which significantly increased the ionic conductivity to 1.05 × 10−3 S/cm. It also shows excellent stability to lithium metal by the optimization of Li+ transport channel. Li||LLZTCO||Li symmetric cells can cycle stably for more than 6 000 h at a current density of 0.1 mA/cm2 without any surface modifications. The commercialization potential of LLZTCO samples in all solid-state lithium batteries (ASSLBs) is confirmed by the prepared LiFePO4||LLZTCO||Li cells with a capacity retention rate of 98% after 100 cycles at 0.5C. This new co-doping method presents a practical solution for the realization of high-performance ASSLBs.

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
CodeCraft应助wszldmn采纳,获得10
刚刚
1秒前
德伯88完成签到,获得积分10
1秒前
Koala完成签到 ,获得积分20
1秒前
May完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.3应助nkpdsy采纳,获得10
2秒前
Uncanny给Uncanny的求助进行了留言
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
学术文献互助应助17采纳,获得200
3秒前
科研通AI6.1应助lmt2025采纳,获得10
4秒前
5秒前
Skeamy发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
李爱国应助yuanyuanyuan采纳,获得10
5秒前
6秒前
tywwxy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
wuy应助罗小罗采纳,获得10
6秒前
885791403完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研小笨蛋完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研里的一条鱼完成签到,获得积分10
7秒前
还不错的橙子完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
缓慢氧化发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
zhangshan完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
欢喜的梦旋完成签到,获得积分10
12秒前
桐桐应助dingding采纳,获得10
12秒前
wszldmn完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
我是老大应助木仓采纳,获得10
13秒前
CornellRong完成签到,获得积分20
13秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6540895
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8331863
关于积分的说明 17854851
捐赠科研通 5646769
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2936426
邀请新用户注册赠送积分活动 1912511
关于科研通互助平台的介绍 1773529