Superior Low-Temperature All-Solid-State Battery Enabled by High-Ionic-Conductivity and Low-Energy-Barrier Interface

阴极 材料科学 离子电导率 活化能 电导率 离子键合 电池(电) 相间 热传导 涂层 化学工程 纳米技术 化学物理 离子 电解质 化学 电极 物理化学 复合材料 热力学 功率(物理) 物理 生物 有机化学 工程类 遗传学
作者
Pushun Lu,Sheng Gong,Chuhong Wang,Zhiao Yu,Yuli Huang,Tenghuan Ma,Jingchen Lian,Zhiwen Jiang,Liquan Chen,Hong Li,Fan Wu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (10): 7334-7345 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c07023
摘要

All-solid-state batteries (ASSBs) working at room and mild temperature have demonstrated inspiring performances over recent years. However, the kinetic attributes of the interface applicable to the subzero temperatures are still unidentified, restricting the low-temperature interface design and operation. Herein, a host of cathode interfaces are constructed and investigated to unlock the critical interface features required for cryogenic temperatures. The unstable interface between LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2 (Ni90) and Li6PS5Cl (LPSC) sulfide solid electrolyte (SE) results in unfavorable cathode–electrolyte interphase (CEI) and sluggish lithium-ion transport across the CEI. After inserting a Li2ZrO3 (LZO) coating layer, the activation energy of the Ni90@LZO/sulfide SE interface can be reduced from 60.19 kJ mol–1 to 41.39 kJ mol–1 owing to the suppressed interfacial reactions. Through replacing the LPSC SE and LZO coating layer by the Li3InCl6 (LIC) halide SE, both a highly stable interface and low activation energy (25.79 kJ mol–1) can be achieved, thus realizing an improved capacity retention (26.9%) at −30 °C for the Ni90/LIC/LPSC/Li-In ASSB. Moreover, theoretical evaluation clarifies that cathode/SE interfaces with high ionic conductivity and low energy barrier are favorable to the Li+ conduction through the interphase and the Li+ transfer across the cathode/interphase interface. These critical understandings may provide guidance for low-temperature interface design in ASSBs.
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
昭奚发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
cyh完成签到,获得积分10
1秒前
隐形曼青应助阿瑶与呆呆采纳,获得10
1秒前
里工完成签到 ,获得积分10
1秒前
懦弱的如蓉完成签到,获得积分10
1秒前
老李完成签到,获得积分10
1秒前
王金金完成签到,获得积分10
1秒前
王树茂完成签到,获得积分10
2秒前
葡萄成熟时完成签到,获得积分10
2秒前
mmol发布了新的文献求助10
3秒前
NovermberRain完成签到,获得积分10
3秒前
顺心紫南完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
大头粽完成签到,获得积分10
3秒前
泯珉发布了新的文献求助10
3秒前
锋回露转123完成签到,获得积分10
4秒前
吴灵完成签到 ,获得积分10
5秒前
qcl发布了新的文献求助10
5秒前
怕孤单的Hannah完成签到 ,获得积分10
6秒前
飞飞飞飞飞完成签到,获得积分10
6秒前
小野狼完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
璐璐完成签到 ,获得积分10
6秒前
粗犷的从凝完成签到 ,获得积分10
7秒前
豆包完成签到,获得积分10
7秒前
掉渣的饼干完成签到,获得积分10
7秒前
qqqq完成签到,获得积分20
7秒前
聪明盼山发布了新的文献求助10
8秒前
不安豁完成签到,获得积分10
9秒前
槿裡完成签到 ,获得积分10
9秒前
上官若男应助l刘慧芳采纳,获得10
9秒前
ATOM发布了新的文献求助10
10秒前
Yxian完成签到,获得积分10
10秒前
pizza关注了科研通微信公众号
11秒前
Tree完成签到 ,获得积分10
12秒前
小小文完成签到,获得积分10
12秒前
研友_Z60ObL完成签到,获得积分10
12秒前
GT完成签到,获得积分10
12秒前
Anqing发布了新的文献求助30
13秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3784938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3330274
关于积分的说明 10245276
捐赠科研通 3045590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1671719
邀请新用户注册赠送积分活动 800686
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759609