Impacts of key physical parameters on the cycling of thin metallic lithium in sulfide-based all-solid-state batteries

自行车 硫化物 锂(药物) 材料科学 固态 金属 硫化铁 金属锂 无机化学 冶金 电极 化学 电解质 物理化学 硫黄 医学 考古 历史 内分泌学
作者
Jinsong Zhang,Robin Wullich,Linfeng Xu,Valerie Siller,Thomas J. Schmidt,Mario El Kazzi
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:655: 237999-237999 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2025.237999
摘要

Sulfide-based solid electrolytes (SE), when paired with thin metallic lithium anodes and high voltage cathodes, hold great promise for safe and high energy density all-solid-state batteries (ASSBs). However, stable cycling at high current densities and areal capacities remains hindered by dendritic lithium growth and “dead” lithium formation. In this study, we systematically investigate the influence of key physical parameters on the cycling performance of 50 μm metallic lithium using Li6PS5Cl as the SE in a bulk-type ASSB stack. Specifically, we assess lithium edge protection, SE fabrication, stack assembly and cycling pressures, and formation cycles at low current density. We demonstrate that in lithium symmetric cells, optimizing these parameters, along with well-designed cells ensuring tight sealing and uniform pressure distribution, allows reaching 1.9 mA cm−2 at room temperature and extends the lifetime to over 500 cycles at 1 mA cm−2 and 1 mAh cm−2, without interfacial chemical modifications. Full cells employing LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathodes and 50 μm Li anodes sustain 1C (2.85 mA cm−2) during rate capability testing and achieve stable cycling over 100 cycles at C/3 (0.95 mA cm−2) with an average areal capacity of 1.4 mAh cm−2. This work offers insights and guidelines to improve cycling reproducibility and reliability in Li metal ASSBs, advancing their path toward practical deployment.
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
刚刚
刚刚
小北发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
曾经梦曼发布了新的文献求助10
1秒前
步步完成签到,获得积分10
1秒前
迅速苡完成签到 ,获得积分10
2秒前
huaner发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
foeena发布了新的文献求助10
3秒前
冷傲的无颜完成签到 ,获得积分10
3秒前
CodeCraft应助0911zyt采纳,获得10
3秒前
3秒前
LaTeXer发布了新的文献求助50
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
彭于晏应助Jennierubyjane采纳,获得10
5秒前
YLJ发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.3应助肉卷采纳,获得10
5秒前
6秒前
风中琦发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
舒心傲柏完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
zzzzz发布了新的文献求助10
8秒前
zjz发布了新的文献求助10
9秒前
NN应助d叨叨鱼采纳,获得10
9秒前
薯条完成签到,获得积分20
9秒前
王抗抗完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
饱满的紫烟完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
吴鹏发布了新的文献求助10
11秒前
搜集达人应助KDone采纳,获得10
11秒前
zoe11完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
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 7254912
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876858
关于积分的说明 18743997
捐赠科研通 6935337
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200265
关于科研通互助平台的介绍 2374871
邀请新用户注册赠送积分活动 2175214