A Nanocrystal Garnet Skeleton-Derived High-Performance Composite Solid-State Electrolyte Membrane

材料科学 电解质 复合数 纳米晶 烧结 电导率 陶瓷 化学工程 离子电导率 复合材料 纳米技术 电极 工程类 生物 物理化学 遗传学 化学
作者
Lihan Chen,Xuan Huang,Ruotong Ma,Yan Huang,Jian Ma,Yueyue Wu,Yang Ding,Chengwei Wang,Weiwei Ping,Hongfa Xiang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:65: 103140-103140 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103140
摘要

Composite solid-state electrolytes (SSEs) can improve the flexibility of the oxide SSEs to decrease the interfacial resistance between the electrolytes and the electrodes. However, the ceramic nanofillers within the composite SSEs suffer from the agglomeration at high concentrations, decreasing the ion conductivities. In this study, a continuous nanocrystal Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12 (LLZTO) skeleton is prepared by the ultrafast high-temperature sintering (UHS) together with tape-casting. Due to the short sintering time of ∼5 s from precursors, the LLZTO grains are restrained to ∼300 nm with limited Li loss. Even with trace solvent (3 wt%), the composite SSE membrane exhibits an ion conductivity of 5 × 10−4 S⋅cm−1, ∼50 times higher than the DOL electrolyte (1 × 10−5 S⋅cm−1, 8 wt% solvent), which further proves the high Li-ion conductivity of the nanocrystal LLZTO skeleton. The composite SSE membrane exhibits a critical current density of 3.4 mA⋅cm−2, among the highest reported values for ceramic-polymer SSEs. The Li/composite SSEs/Li symmetric cells can cycle ∼ 120 h at the current density from 0.2 to 0.4 mA⋅cm−2. The LiFePO4/LLZTO-PEGDA composite SSEs/Li full cell exhibits a high specific discharge capacity of ∼150 mAh⋅g−1 for 50 cycles with a Coulombic efficiency of ∼ 97%. To explore the processability of the membrane with large size, we also demonstrate a pouch cell (2 cm × 5 cm) with a high specific capacity of ∼150 mAh⋅g−1 for ∼25 cycles and a capacity retention of ∼ 94.5%. This work paves a new way to manufacture the nanocrystal ceramic SSE skeleton for high energy density 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
tianzml0发布了新的文献求助10
刚刚
最爱学习美丽的葡萄完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
小糖完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
慕青应助韩军军采纳,获得10
1秒前
香蕉觅云应助搞怪慕凝采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
zhaofw完成签到,获得积分10
2秒前
舒心龙猫发布了新的文献求助10
3秒前
jieying发布了新的文献求助10
3秒前
LU完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
ly发布了新的文献求助10
4秒前
羫孔发布了新的文献求助10
5秒前
LCC完成签到,获得积分10
5秒前
朝闻道发布了新的文献求助10
5秒前
执意完成签到,获得积分10
6秒前
GD完成签到,获得积分10
6秒前
失眠傥完成签到,获得积分10
8秒前
Kiyoshis发布了新的文献求助30
8秒前
Cynthia完成签到 ,获得积分10
9秒前
benben应助郭星星采纳,获得10
10秒前
个性的紫菜应助Star1983采纳,获得10
11秒前
研友_VZG7GZ应助CZXB采纳,获得10
11秒前
酷波er应助Anyemzl采纳,获得10
11秒前
11秒前
舒心龙猫完成签到,获得积分10
12秒前
今后应助老魏采纳,获得10
12秒前
个性的紫菜应助xuleiman采纳,获得50
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Frank应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得30
13秒前
shinysparrow应助科研通管家采纳,获得20
13秒前
13秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The three stars each: the Astrolabes and related texts 500
Revolutions 400
Diffusion in Solids: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
Phase Diagrams: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2451692
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2124673
关于积分的说明 5407052
捐赠科研通 1853387
什么是DOI,文献DOI怎么找? 921782
版权声明 562273
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493078