Dendrite Growth—Microstructure—Stress—Interrelations in Garnet Solid‐State Electrolyte

材料科学 微观结构 电解质 枝晶(数学) 氧化物 粒度 烧结 晶界 锂(药物) 金属 化学工程 冶金 复合材料 物理化学 电极 几何学 数学 工程类 化学 医学 内分泌学
作者
Vikalp Raj,Kaustubh G. Naik,Bairav S. Vishnugopi,Ajeet Kumar Rana,Andrew Manning,Smruti Rekha Mahapatra,K. Maruthi Varun,Vipin Singh,Abhineet Nigam,Josefine McBrayer,Partha P. Mukherjee,Naga Phani B. Aetukuri,David Mitlin
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (15) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/aenm.202303062
摘要

Abstract This study illustrates how the microstructure of garnet solid‐state electrolytes (SSE) affects the stress‐state and dendrite growth. Tantalum‐doped lithium lanthanum zirconium oxide (LLZTO, Li 6.4 La 3 Zr 1.4 Ta 0.6 O 12 ) is synthesized by powder processing and sintering (AS), or with the incorporation of intermediate‐stage high‐energy milling (M). The M compact displays higher density (91.5% vs 82.5% of theoretical), and per quantitative stereology, lower average grain size (5.4 ± 2.6 vs 21.3 ± 11.1 µm) and lower AFM‐derived RMS surface roughness contacting the Li metal (45 vs 161 nm). These differences enable symmetric M cells to electrochemically cycle at constant capacity (0.1 mAh cm −2 ) with enhanced critical current density (CCD) of 1.4 versus 0.3 mA cm −2 . It is demonstrated that LLZTO grain size distribution and internal porosity critically affect electrical short‐circuit failure, indicating the importance of electronic properties. Lithium dendrites propagate intergranularly through regions where LLZTO grains are smaller than the bulk average (7.4 ± 3.8 µm for AS in a symmetric cell, 3.1 ± 1.4 µm for M in a half‐cell). Metal also accumulates in the otherwise empty pores of the sintered compact present along the dendrite path. Mechanistic modeling indicates that reaction and stress heterogeneities are interrelated, leading to current focusing and preferential plating at grain boundaries.
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
HEIKU应助Sandy采纳,获得10
1秒前
xiaohongmao完成签到,获得积分10
1秒前
无限草丛完成签到,获得积分10
1秒前
Solitude完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI5应助轻歌水越采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
3秒前
木木完成签到,获得积分10
4秒前
一二完成签到,获得积分10
5秒前
舒心小凡完成签到,获得积分10
6秒前
teargasxq发布了新的文献求助10
7秒前
myl完成签到,获得积分10
7秒前
QINXD完成签到,获得积分10
7秒前
蓝岳洋完成签到,获得积分20
8秒前
GQ完成签到,获得积分10
8秒前
ruochenzu发布了新的文献求助10
8秒前
尚且发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
祖问筠完成签到,获得积分10
9秒前
小董不懂完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
十七完成签到,获得积分10
10秒前
LJR完成签到,获得积分10
10秒前
SciGPT应助蝈蝈采纳,获得10
10秒前
今后应助张艳梅采纳,获得10
11秒前
cdercder应助库里强采纳,获得10
11秒前
冬瓜有内涵呐完成签到,获得积分10
11秒前
欢喜念双完成签到,获得积分10
12秒前
SYLH应助木木采纳,获得10
12秒前
12秒前
Jaylou完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
椒盐鲨鱼皮完成签到,获得积分10
14秒前
杨小黑完成签到,获得积分10
14秒前
zhixian完成签到,获得积分10
14秒前
shisong发布了新的文献求助10
15秒前
机灵的晓曼完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
Thinking Small and Large 500
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Getting Published in SSCI Journals: 200+ Questions and Answers for Absolute Beginners 300
The Monocyte-to-HDL ratio (MHR) as a prognostic and diagnostic biomarker in Acute Ischemic Stroke: A systematic review with meta-analysis (P9-14.010) 240
The Handbook of Medicinal Chemistry: Principles and Practice 200
Interpretability and Explainability in AI Using Python 200
SPECIAL FEATURES OF THE EXCHANGE INTERACTIONS IN ORTHOFERRITE-ORTHOCHROMITES 200
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 3834097
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3376554
关于积分的说明 10493831
捐赠科研通 3096024
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1704828
邀请新用户注册赠送积分活动 820115
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 771868