Boosting the Interfacial Stability of the Li6PS5Cl Electrolyte with a Li Anode via In Situ Formation of a LiF-Rich SEI Layer and a Ductile Sulfide Composite Solid Electrolyte

材料科学 阳极 电解质 原位 Boosting(机器学习) 图层(电子) 化学工程 电极 分析化学(期刊) 纳米技术 物理化学 色谱法 有机化学 化学 机器学习 计算机科学 工程类
作者
Gashahun Gobena Serbessa,Bereket Woldegbreal Taklu,Yosef Nikodimos,Nigusu Tiruneh Temesgen,Zabish Bilew Muche,Semaw Kebede Merso,Tsung-Her Yeh,Yajun Li,Weisheng Liao,Chia‐Hsin Wang,She‐Huang Wu,Wei‐Nien Su,Chun–Chen Yang,Bing‐Joe Hwang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.3c14763
摘要

Due to its good mechanical properties and high ionic conductivity, the sulfide-type solid electrolyte (SE) can potentially realize all-solid-state batteries (ASSBs). Nevertheless, challenges, including limited electrochemical stability, insufficient solid–solid contact with the electrode, and reactivity with lithium, must be addressed. These challenges contribute to dendrite growth and electrolyte reduction. Herein, a straightforward and solvent-free method was devised to generate a robust artificial interphase between lithium metal and a SE. It is achieved through the incorporation of a composite electrolyte composed of Li6PS5Cl (LPSC), polyethylene glycol (PEG), and lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI), resulting in the in situ creation of a LiF-rich interfacial layer. This interphase effectively mitigates electrolyte reduction and promotes lithium-ion diffusion. Interestingly, including PEG as an additive increases mechanical strength by enhancing adhesion between sulfide particles and improves the physical contact between the LPSC SE and the lithium anode by enhancing the ductility of the LPSC SE. Moreover, it acts as a protective barrier, preventing direct contact between the SE and the Li anode, thereby inhibiting electrolyte decomposition and reducing the electronic conductivity of the composite SE, thus mitigating the dendrite growth. The Li|Li symmetric cells demonstrated remarkable cycling stability, maintaining consistent performance for over 3000 h at a current density of 0.1 mA cm–2, and the critical current density of the composite solid electrolyte (CSE) reaches 4.75 mA cm–2. Moreover, the all-solid-state lithium metal battery (ASSLMB) cell with the CSEs exhibits remarkable cycling stability and rate performance. This study highlights the synergistic combination of the in-situ-generated artificial SE interphase layer and CSEs, enabling high-performance ASSLMBs.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
小白完成签到,获得积分10
刚刚
douKY完成签到,获得积分10
刚刚
研友_VZG7GZ应助Yiran采纳,获得10
2秒前
4秒前
6秒前
DLL完成签到 ,获得积分10
6秒前
秋雪瑶应助淡定鸿涛采纳,获得10
7秒前
maomao完成签到,获得积分20
8秒前
txfxx完成签到,获得积分10
9秒前
牧之原翔子完成签到,获得积分10
10秒前
宁子骞发布了新的文献求助10
12秒前
pity完成签到,获得积分10
12秒前
低头啃草牛完成签到 ,获得积分10
14秒前
淡定鸿涛完成签到,获得积分10
14秒前
等你来应助pity采纳,获得10
16秒前
宁子骞完成签到,获得积分20
18秒前
小宇宙完成签到,获得积分10
19秒前
pzd完成签到,获得积分10
19秒前
江鸟山夆完成签到,获得积分10
22秒前
在水一方应助石语芙采纳,获得10
22秒前
LL完成签到,获得积分10
24秒前
Dinah完成签到 ,获得积分10
26秒前
超帅的依凝完成签到,获得积分10
27秒前
zpzz完成签到 ,获得积分10
27秒前
ding应助lyy采纳,获得10
28秒前
甜甜晓露完成签到,获得积分10
28秒前
活在当下完成签到,获得积分10
30秒前
CipherSage应助闵不悔采纳,获得10
30秒前
汉堡包应助金色稻谷采纳,获得10
30秒前
科目三应助SISU采纳,获得10
32秒前
哇卡哇卡完成签到,获得积分10
33秒前
35秒前
36秒前
小甘看世界完成签到,获得积分10
37秒前
石语芙发布了新的文献求助10
38秒前
39秒前
奶油小羊完成签到 ,获得积分10
39秒前
Pan发布了新的文献求助10
42秒前
赘婿应助石语芙采纳,获得10
43秒前
兰禅子发布了新的文献求助10
46秒前
高分求助中
Formgebungs- und Stabilisierungsparameter für das Konstruktionsverfahren der FiDU-Freien Innendruckumformung von Blech 1000
The Illustrated History of Gymnastics 800
The Bourse of Babylon : market quotations in the astronomical diaries of Babylonia 680
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 500
The role of a multidrug-resistance gene (lemdrl) in conferring vinblastine resistance in Leishmania enriettii 330
Elgar Encyclopedia of Consumer Behavior 300
機能營養學前瞻(3 Ed.) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2510538
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2160009
关于积分的说明 5530509
捐赠科研通 1880231
什么是DOI,文献DOI怎么找? 935700
版权声明 564224
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 499584