In-Situ Synthesis of High Voltage Cathode Li<sub>2</sub>FeMn<sub>3</sub>O<sub>8</sub> in Garnet Scaffold for Solid State Battery Application
Notice bibliographique
Résumé
Introduction The safety concern of Li-ion batteries due to the potential leakage and the flammability of the electrolyte severely hinders applications. The emergence of all-solid-state batteries, consisting of solid state electrodes and solid state ionic conductor electrolyte, will solve this safety problem because it eliminates the problematic liquid electrolytes. One key issue that needs to be addressed in constructing such a battery is the contact between electrode and electrolyte. Different from liquid electrolytes that can submerge the cathodes, it is difficult for solid state electrolyte to have a sufficient touch with electrodes. A common cathode-side fabrication method is to mix the electrolyte powder with cathode powder and electronically conductive materials, yielding a point-to-point contact. This contact configuration limits the number of effective pathways of li-ion diffusion, therefore hurts the performance of the battery. solves the aforementioned problems. Starting with precursor solutions, reactants are homogenously mixed at a molecular level, and are much easier to get into the scaffold than powders. Additionally, in-situ synthesis allows the high voltage cathode material to adhere to the surface of the electrolyte scaffold, yielding a face-to-face contact. This enlarges contact area, creating more pathways for Li-ion diffusion and improves the conductivity between the cathode and the electrolyte. Experimental Methods The high voltage cathode Li2FeMn3O8 (LFMO) is synthesized by glycine-nitrate combustion. Precursor solution containing metal nitrates and glycine with an optimized ratio is infiltrated into the porous garnet electrolyte scaffold. After drying at 300℃ combustion takes place. The pellet is subsequently annealed at 700℃ to achieve the desired LFMO phase. Finally, carbon nanotube ink is infiltrated to the scaffold to form a conductive network over the cathode. Results Fig. 1a shows a schematic of the cathode. With the conductive network and improved contact of cathode and electrolyte, it is expected to have an improved performance. As is shown in Fig. 1b, the cathode adheres to the surface of the scaffold, forming a face-to-face contact. The LFMO cathode has been tested in LFMO/Li coin cell with LiPF6/ FEC electrolyte. Fig.2 a) gives the XRD spectrum of the cathode prepared by glycine-nitride combustion method. The spectrum matches with JCPDS#48-0258, indicating a Li2FeMn3O8 phase. Fig.2 b) shows the cycling performance of the cathode. It can be seen from the voltage profile of the tested cell that LFMO has two plateaus at around 4.1V and 4.9V, with capacity being 104mAh/g.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».