Computation‐Guided Synthesis of New Garnet‐Type Solid‐State Electrolytes via an Ultrafast Sintering Technique

材料科学 烧结 超短脉冲 电解质 计算 纳米技术 固态 国家(计算机科学) 工程物理 复合材料 计算机科学 物理化学 光学 电极 算法 工程类 化学 物理 激光器
作者
Ruiliu Wang,Weiwei Ping,Chengwei Wang,Yunsheng Liu,Jinlong Gao,Qi Dong,Xizheng Wang,Yifei Mo,Liangbing Hu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:32 (46) 被引量:15
标识
DOI:10.1002/adma.202005059
摘要

The discovery of new solid-state electrolytes (SSEs) can be guided by computation for next-generation Li batteries toward higher energy density and better safety. However, conventional synthetic methods often suffer from severe loss of Li and poor material quality, therefore preventing the promise of the predicted SSE candidates to be realized. In this study, computationally predicted SSEs with desirable material quality are synthesized via an ultrafast sintering technique. Three new garnet-type Li+ conductors, including Li6.5 Nd3 Zr1.5 Ta0.5 O12 (LNZTO), Li6.5 Sm3 Zr1.5 Ta0.5 O12 (LSZTO), and Li6.5 (Sm0.5 La0.5 )3 Zr1.5 Ta0.5 O12 (L-LSZTO), are screened by density functional theory to exhibit good synthesizability and stability. The ultrafast sintering method by Joule heating effectively shorten the sintering time from several hours to <25 s, thereby reducing the Li loss and effectively merging the grains toward high material quality. In agreement with the computational prediction, LNZTO demonstrates the best synthesizability and phase stability, thereby achieving the highest conductivity of 2.3 × 10-4 S cm-1 among the three new SSE candidates. Using a current density of 0.2 mA cm-2 , the Li/LNZTO/Li symmetric cell can cycle for ≈90 h without obvious increase of overpotentials. This study showcases the successful realization of computational predictions by the ultrafast sintering technique for the rapid optimization and screening of high-performance SSEs.
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
852应助Mia采纳,获得10
1秒前
脑洞疼应助TEO采纳,获得10
2秒前
充电宝应助大方海安采纳,获得10
2秒前
轨迹发布了新的文献求助10
3秒前
feng发布了新的文献求助10
3秒前
情怀应助CC采纳,获得10
4秒前
人物让人完成签到,获得积分10
4秒前
chemier027发布了新的文献求助10
4秒前
Moihan完成签到,获得积分10
8秒前
累死的牛马完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
我要啃木头完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
xth关注了科研通微信公众号
13秒前
张瀚海完成签到 ,获得积分20
14秒前
土豪完成签到 ,获得积分10
14秒前
仰止完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
刻苦香薇完成签到,获得积分10
17秒前
akihi完成签到 ,获得积分10
18秒前
天蓝完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
史道夫发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
酷波er应助wuyu采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
Ava应助zp采纳,获得10
21秒前
茉莉静颖完成签到,获得积分10
22秒前
竹青完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
GREALE完成签到,获得积分10
23秒前
健康的幻竹完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
复杂天真发布了新的文献求助30
24秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
等待绝山发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The three stars each: the Astrolabes and related texts 500
Revolutions 400
Diffusion in Solids: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
Phase Diagrams: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
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 2448440
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2123032
关于积分的说明 5401333
捐赠科研通 1851930
什么是DOI,文献DOI怎么找? 921004
版权声明 562197
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 492684