Thio‐/LISICON and LGPS‐Type Solid Electrolytes for All‐Solid‐State Lithium‐Ion Batteries

材料科学 离子电导率 阳极 电解质 电化学 快离子导体 电导率 纳米技术 电化学窗口 离子键合 离子 电极 锂(药物) 化学工程 化学 有机化学 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Boran Tao,Chaojun Ren,Hongda Li,Baosheng Liu,Xiaobo Jia,Xinwei Dong,Shaohui Zhang,Haixin Chang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (34) 被引量:85
标识
DOI:10.1002/adfm.202203551
摘要

Abstract As an integral part of all‐solid‐state lithium (Li) batteries (ASSLBs), solid‐state electrolytes (SSEs) must meet requirements in high ionic conductivity, electrochemical/chemical stability toward the electrode. The ionic conductivity of the Li super ionic conductor (LISICON) is limited, and the thio‐LISICON is improved by replacing O 2− in the LISICON with S 2− . Currently, the ionic conductivity of Li 10 GeP 2 S 12 (LGPS) has exceeded 10 mS cm −1 , which meets the demands of commercial ASSLBs. However, poor stability of SSEs, baneful interfacial reactions, Li dendrite growth, and other factors have impeded the development of ASSLBs. Hence, this review first traces the development progress of thio‐/LISICON and LGPS‐type SSEs, analyzes the complicated ion transport mechanism, and summarizes the effective strategies for improving ionic conductivity. Moreover, exciting methods focusing on electrode interface engineering are outlined separately. As to SSE/anode interface, poor chemical or electrochemical compatibility, poor interfacial contact, and the mechanisms of dendrite formation are discussed. For the SSE/cathode interface, poor interfacial stability and non‐intimate solid–solid contact are daunting challenges. Then, effective methods to improve interface stability and electrochemical performance of ASSLBs with LGPS‐type SSEs are introduced. Finally, combined with the present chances and challenges, the possible future developing directions of LGPS‐based ASSLBs and the perspectives are proposed.
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