Toward Understanding the Reactivity of Garnet-Type Solid Electrolytes with H<sub>2</sub>O/CO<sub>2</sub> in a Glovebox Using X-ray Photoelectron Spectroscopy and Electrochemical Methods
Notice bibliographique
Résumé
Chemical stability of garnet-type lithium ion conductors is one of the critical issues in their application in all-solid-state batteries. Here, we conducted quantitative analysis of impurity layers on the garnet-type solid electrolytes, Li 6.5 La 3– x AE x Zr 1.5– x Ta 0.5+ x O 12 ( x = 0 and 0.1; AE = Ca, Sr, and Ba), by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and electrochemical methods. Two complimentary XPS techniques were employed: (i) background analyses by Tougaard’s method and (ii) relative intensity analyses of La 3d/La 4d spectra to determine the surface chemical composition. XPS revealed that even after cleaning by annealing and polishing, the surface is covered by LiOH- and Li 2 CO 3 -based compounds with a thickness of 4–6 nm within 30 min as a result of the reaction with traces of H 2 O (<0.5 ppm) and CO 2 (<5 ppm) in an Ar-filled glovebox. The sensitivity to H 2 O and CO 2 depends on the basicity of dopants. Ba-doped solid electrolytes exhibited the thickest impurity layers compared to Sr- and Ca-doped compounds. A surface cleaning process, consisting of annealing and polishing, effectively reduces the charge-transfer resistance to 10–15 Ω cm 2 because of negligible impurity layers. Highest short-circuit tolerance is obtained for a 700 °C annealed specimen (critical current density: 0.5 mA cm –2 ), which is possibly due to the strengthened grain boundaries by Li 2 CO 3 among grains around its melting point.
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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) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».