A Bifunctional Chemomechanics Strategy To Suppress Electrochemo-Mechanical Failure of Ni-Rich Cathodes for All-Solid-State Lithium Batteries

材料科学 涂层 阴极 电化学 双功能 锂(药物) 图层(电子) 复合材料 化学工程 电极 物理化学 催化作用 化学 内分泌学 工程类 医学 生物化学
作者
Xingwei Sun,Longlong Wang,Jun Ma,Xinrun Yu,Shu Zhang,Xinhong Zhou,Guanglei Cui
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (15): 17674-17681 被引量:39
标识
DOI:10.1021/acsami.2c02678
摘要

Electrochemo-mechanical failure of Ni-rich cathodes leads to rapid performance degradation, and thus hinders their practical implementation in all-solid-state lithium batteries (ASSLBs). To solve this problem, herein, we propose a bifunctional chemomechanics strategy by protecting polycrystalline LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM) cathodes using a high-mechanical-strength fast ionic conductor LiZr2(PO4)3 (LZP) coating layer. The coating layer's synergistic effect between mechanical strength and electrochemical stability is studied in Li6PS5Cl (LPSCl)-based ASSLBs for the first time. Using finite element method (FEM) simulations and various characterization techniques, we demonstrate that the robust and stable LZP (Young's modulus 140.7 GPa, electrochemical stability window >5 V) coating layer mitigates the volume change and particle disintegration of polycrystalline NCM and electrochemical decomposition of LPSCl on the LPSCl/NCM interface. As a result, the LZP-modified ASSLBs display remarkably improved reversible capacity, cycle life, and rate performance. The synergy of mechanical and electrochemical properties of the coating layer will provide valuable guidance for the development of high-energy-density 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
1秒前
深情安青应助wly采纳,获得10
1秒前
科研通AI6.3应助SCL采纳,获得10
2秒前
幸福航空完成签到,获得积分10
2秒前
少冰发布了新的文献求助10
3秒前
HONG完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
hah完成签到,获得积分10
6秒前
叶qing完成签到 ,获得积分10
6秒前
格纹完成签到,获得积分10
7秒前
愤怒的笑天完成签到,获得积分10
7秒前
绿豆酥发布了新的文献求助10
8秒前
科目三应助yyyyy采纳,获得20
8秒前
寻雯静应助欢喜德天采纳,获得10
9秒前
9秒前
22336应助缓慢珠采纳,获得20
9秒前
9秒前
粗心的绮彤完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
胡佳庆发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
必过完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
2799完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
研友_LJGpan完成签到,获得积分10
13秒前
小黑米完成签到,获得积分20
14秒前
小香香发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
菜热热发布了新的文献求助30
15秒前
晶婷发布了新的文献求助10
15秒前
123完成签到 ,获得积分10
16秒前
李健发布了新的文献求助10
17秒前
iarve发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
zhoukexiao完成签到 ,获得积分10
17秒前
really_1896发布了新的文献求助10
17秒前
李未来发布了新的文献求助30
18秒前
汉堡包应助鲜于雁芙采纳,获得10
18秒前
19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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7399286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9004471
关于积分的说明 19169236
捐赠科研通 7034148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3230745
关于科研通互助平台的介绍 2392959
邀请新用户注册赠送积分活动 2212520