Assessing the Electrochemical Stability Window of NASICON-Type Solid Electrolytes
Notice bibliographique
Résumé
All-Solid-State Lithium Batteries (ASSLBs) are promising since they may enable the use of high potential materials as positive electrode and lithium metal as negative electrode. This is only possible through solid electrolytes (SEs) stated large electrochemical stability window (ESW). Nevertheless, reported values for these ESWs are very divergent in the literature. Establishing a robust procedure to accurately determine SEs’ ESWs has therefore become crucial. Our work focuses on bringing together theoretical results and an original experimental set up to assess the electrochemical stability window of the two NASICON-type SEs Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP) and Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 (LAGP). Using first principles, we computed thermodynamic ESWs for LATP and LAGP and their decomposition products upon redox potentials. The experimental set-up consists of a sintered stack of a thin SE layer and a SE-Au composite electrode to allow a large contact surface between SE and conductive gold particles, which maximizes the redox currents. Using Potentiostatic Intermittent Titration Technique (PITT) measurements, we were able to accurately determine the ESW of LATP and LAGP solid electrolytes. They are found to be [2.65–4.6 V] and [1.85–4.9 V] for LATP and LAGP respectively. Finally, we attempted to characterize the decomposition products of both materials upon oxidation. The use of an O2 sensor coupled to the electrochemical setup enabled us to observe operando the production of O2 upon LAGP and LATP oxidations, in agreement with first-principles calculations. Transmission Electron Microscopy (TEM) allowed to observe the presence of an amorphous phase at the interface between the gold particles and LAGP after oxidation. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements confirmed that the resulting phase increased the total resistance of LAGP. This work aims at providing a method for an accurate determination of ESWs, considered a key parameter to a successful material selection for ASSLBs.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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.
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 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 ».