Atomic-Scale Influence of Grain Boundaries on Li-Ion Conduction in Solid Electrolytes for All-Solid-State Batteries

晶界 快离子导体 电解质 离子电导率 微晶 化学 原子单位 电导率 化学物理 热传导 离子键合 离子 微观结构 粒度 材料科学 冶金 结晶学 物理化学 复合材料 物理 有机化学 电极 量子力学
作者
James A. Dawson,Pieremanuele Canepa,Theodosios Famprikis,Christian Masquelier,M. Saiful Islam
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:140 (1): 362-368 被引量:318
标识
DOI:10.1021/jacs.7b10593
摘要

Solid electrolytes are generating considerable interest for all-solid-state Li-ion batteries to address safety and performance issues. Grain boundaries have a significant influence on solid electrolytes and are key hurdles that must be overcome for their successful application. However, grain boundary effects on ionic transport are not fully understood, especially at the atomic scale. The Li-rich anti-perovskite Li3OCl is a promising solid electrolyte, although there is debate concerning the precise Li-ion migration barriers and conductivity. Using Li3OCl as a model polycrystalline electrolyte, we apply large-scale molecular dynamics simulations to analyze the ionic transport at stable grain boundaries. Our results predict high concentrations of grain boundaries and clearly show that Li-ion conductivity is severely hindered through the grain boundaries. The activation energies for Li-ion conduction traversing the grain boundaries are consistently higher than that of the bulk crystal, confirming the high grain boundary resistance in this material. Using our results, we propose a polycrystalline model to quantify the impact of grain boundaries on conductivity as a function of grain size. Such insights provide valuable fundamental understanding of the role of grain boundaries and how tailoring the microstructure can lead to the optimization of new high-performance solid electrolytes.
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
1秒前
yan发布了新的文献求助10
1秒前
CodeCraft应助jkj采纳,获得10
2秒前
豹豹发布了新的文献求助10
2秒前
hzauhzau完成签到 ,获得积分10
2秒前
Baili完成签到,获得积分10
3秒前
伯言完成签到,获得积分10
3秒前
luo完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
失眠的耳机应助缓慢如南采纳,获得10
4秒前
ding应助于智豪采纳,获得10
4秒前
Akim应助于智豪采纳,获得10
4秒前
李健的小迷弟应助于智豪采纳,获得10
4秒前
lucky发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
fennie完成签到,获得积分10
6秒前
yelvt完成签到,获得积分10
6秒前
yexu完成签到,获得积分10
6秒前
研友_VZG7GZ应助Baili采纳,获得10
7秒前
AAA智慧批发纳西妲完成签到,获得积分10
7秒前
坦率的妙柏完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
xiaoo七完成签到 ,获得积分10
8秒前
城南花已开完成签到,获得积分10
10秒前
lalala发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
ssdsfc完成签到,获得积分20
11秒前
lucky完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
辛勤的问蕊完成签到 ,获得积分20
12秒前
13秒前
14秒前
研友_LX66qZ完成签到,获得积分0
14秒前
清梦完成签到,获得积分10
14秒前
酷波er应助lucky采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
机智如我完成签到,获得积分10
16秒前
蛋挞应助清梦采纳,获得10
17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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
The Neuroscience of Language 400
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 7677916
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9243456
关于积分的说明 19922796
捐赠科研通 7248619
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3286971
关于科研通互助平台的介绍 2444817
邀请新用户注册赠送积分活动 2289977