清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Tailoring grain boundary structures and chemistry of Li7La3Zr2O12 solid electrolytes for enhanced air stability

电解质 晶界 材料科学 电导率 快离子导体 离子电导率 烧结 化学工程 锂(药物) 晶粒生长 金属 粒度 电极 冶金 物理化学 微观结构 化学 工程类 医学 内分泌学
作者
Wooyoung Jeong,Seong Soo Park,Jonghyeok Yun,Hong Rim Shin,Janghyuk Moon,Jong‐Won Lee
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:54: 543-552 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.10.044
摘要

Solid-state batteries with inorganic solid electrolytes provide a fundamental solution for resolving safety concerns. Garnet-type Li7La3Zr2O12 (LLZO) is considered a promising candidate for solid electrolytes because of its high Li+ conductivity and superior chemical/electrochemical stability against metallic Li. However, when exposed to ambient air, LLZO electrolytes react with H2O and CO2 to form Li2CO3, resulting in significant degradation of Li+ conductivity. In this study, we propose a simple but effective approach to enhance air stability of LLZO via tailoring grain boundary structures and chemistry. The interfacial stability of the solid electrolytes is examined under accelerated durability test (ADT) conditions, where the concentrations of O2, H2O, and CO2 are precisely controlled to promote interfacial reactions. We show that Ga incorporation into Ta-doped LLZO (LLZTO) plays a crucial role in governing the grain growth behavior during the sintering process to modify the density, morphology, and composition of the grain boundaries. Furthermore, Ga-incorporated LLZTO (Ga-LLZTO) exhibits remarkably improved stability over LLZTO upon ADTs with high H2O and CO2 concentrations and enables stable cycling of metallic Li electrodes. The combined microstructural/compositional analyses and theoretical simulations suggest that the enhanced air stability of Ga-LLZTO can be attributed to the remarkably reduced grain boundary density with enlarged grains and segregation of H2O/CO2-tolerant lithium gallate (LiGaO2) in the grain boundaries. The findings of this study are critical for understanding the role of microstructural engineering in mitigating the degradation of Li+ conductivity and developing highly conductive and stable LLZO 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
5秒前
黑球发布了新的文献求助10
12秒前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
23秒前
科研通AI6.4应助受伤觅柔采纳,获得10
50秒前
58秒前
紫熊发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助紫熊采纳,获得10
1分钟前
受伤觅柔发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
SciGPT应助小可采纳,获得10
1分钟前
咕咕发布了新的文献求助10
1分钟前
duduguai完成签到,获得积分10
1分钟前
受伤觅柔完成签到,获得积分10
2分钟前
白白完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小可发布了新的文献求助10
2分钟前
小蘑菇应助咕咕采纳,获得10
2分钟前
Akim应助奋豆采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
奋豆发布了新的文献求助10
2分钟前
DR_MING完成签到,获得积分10
3分钟前
DR_MING发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
11发布了新的文献求助10
3分钟前
研友_nxw2xL完成签到,获得积分0
3分钟前
如歌完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Ava应助11采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
hahahah完成签到,获得积分10
3分钟前
李木禾完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
4分钟前
大模型应助小可采纳,获得10
4分钟前
yoyo完成签到,获得积分10
4分钟前
紫熊发布了新的文献求助10
4分钟前
5分钟前
小辣里发布了新的文献求助10
5分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
5分钟前
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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6143146
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7970582
关于积分的说明 16551531
捐赠科研通 5255734
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2806292
邀请新用户注册赠送积分活动 1786919
关于科研通互助平台的介绍 1656274