Assembling an All-Solid-State Ceramic Battery: Assessment of Chemical and Thermal Compatibility of Solid Ceramic Electrolytes and Active Material Using High Temperature X-Ray Diffraction
Notice bibliographique
Résumé
Lithium ion batteries (LIBs) are the most known and used batteries for portable energy storage because of their high energy densities, long cycle life and relatively low price. However, they still fall short for the development of long range electric vehicles and stationary applications due to organic liquid electrolytes that are currently electrochemically limited and present safety issues (fire or explosion in case of short-cut or overcharging). Solid oxide electrolytes appear to be one of the solutions because of their non-flammability and wide potential window. Inorganic oxide electrolytes have reasonable ionic conductivities (10 -5 -10 -3 S/cm at ambient temperature), high mechanical strength, and high chemical stability. Assembling an all ceramic solid-state battery with inorganic oxide electrolyte is challenging as it requires a deep knowledge of the thermal, chemical and electrochemical behavior of each component of the cell. The battery must be a continuous monolithic block with a thin dense electrolyte separator, in order to minimize the polarization. In addition, optimized interfaces between active material and electrolytes must be ensured in the composite electrodes. This is often achieved with oxide-based materials by using high temperature processing. Thermal expansion occurring during this step can lead to cracks, which will affect the performance and cyclability of the device. The primary driving force of a crack during the fabrication of hybrid ceramic is the stress due to mismatch in the coefficient of thermal expansion (TEC) of the various layers/materials. Moreover, it must be certain that no reaction occurs between active material and electrolytes in the sintering temperature range. These are then two key parameters to address for the development of all ceramic solid-state batteries. In this work, in situ-XRD has been used to determine the TEC and the thermal stability of various well-known oxide active materials and solid electrolytes. The aim of this presentation is to discuss about the best selection of compatible oxide-based materials to avoid unwanted cracks or reaction during the sintering processing of ceramic solid-state batteries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 tête enseignante, 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 ».