(Digital Presentation) All-Solid-State Lithium Batteries: From Materials and Interface Design to Practical Pouch Cell Engineering
Notice bibliographique
Résumé
All-solid-state lithium batteries (ASSLBs) have gained substantial attention because of their intrinsic safety and high energy density.1 However, the commercialization of ASSLBs has been stymied by insufficient ionic conductivity of solid-state electrolytes, significant interfacial challenges, as well as the large gap between fundamental research and practical engineering. Over the past several years, we have been dedicated to developing ASSLBs from solid electrolyte synthesis to interface design to engineering practical solid-state pouch cells. First, a wet-chemistry method with a low cost was proposed to produce solid-state electrolytes at the kilogram level with a high room-temperature ionic conductivity (> 1 mS.cm-1).2 Second, the interfacial challenges of ASSLBs have been well addressed via increasing the ionic conductivity of interfacial buffer layers,3 manipulating interfacial nanostructures,4, 5 using single-crystal cathodes,6 deciphering interfacial reaction mechanisms,7 and constructing artificial solid electrolyte interphases (SEI),8 which successfully boosted interfacial ion and electron transport kinetics.9 Resultantly, ASSLBs demonstrated superior electrochemical performance. Third, practical solid-state pouch cells with high energy density have been engineered. Recently, a solvent-free process was proposed to fabricate freestanding and ultrathin inorganic solid electrolyte membranes.10 Furthermore, a feasible solid-liquid transformable interface was devised to improve the solid-solid ionic contact and accommodate the significant volume change of solid-state pouch cells.11, 12 The resultant solid-state pouch cells successfully demonstrated high energy density and unparalleled safety. In summary, our research not only provides an in-depth understanding of solid electrolyte synthesis and rational interface design but also offers feasible strategies to commercialize ASSLBs with high energy density, low cost, and excellent safety. References C. Wang, J. Liang, Y. Zhao, M. Zheng, X. Li and X. Sun, Energy Environ. Sci., 2021, 14, 2577-2619. C. Wang, J. Liang, J. Luo, J. Liu, X. Li, F. Zhao, R. Li, H. Huang, S. Zhao, L. Zhang, J. Wang and X. Sun, Sci. Adv., 2021, 7, eabh1896. C. Wang, J. Liang, S. Hwang, X. Li, Y. Zhao, K. Adair, C. Zhao, X. Li, S. Deng, X. Lin, X. Yang, R. Li, H. Huang, L. Zhang, S. Lu, D. Su and X. Sun, Nano Energy, 2020, 72, 104686. C. Wang, X. Li, Y. Zhao, M. N. Banis, J. Liang, X. Li, Y. Sun, K. R. Adair, Q. Sun, Y. Liu, F. Zhao, S. Deng, X. Lin, R. Li, Y. Hu, T.-K. Sham, H. Huang, L. Zhang, R. Yang, S. Lu and X. Sun, Small Methods, 2019, 3, 1900261. C. Wang, J. Liang, M. Jiang, X. Li, S. Mukherjee, K. Adair, M. Zheng, Y. Zhao, F. Zhao, S. Zhang, R. Li, H. Huang, S. Zhao, L. Zhang, S. Lu, C. V. Singh and X. Sun, Nano Energy, 2020, 76, 105015. C. Wang, R. Yu, S. Hwang, J. Liang, X. Li, C. Zhao, Y. Sun, J. Wang, N. Holmes, R. Li, H. Huang, S. Zhao, L. Zhang, S. Lu, D. Su and X. Sun, Energy Storage Mater., 2020, 30, 98-103. C. Wang, S. Hwang, M. Jiang, J. Liang, Y. Sun, K. Adair, M. Zheng, S. Mukherjee, X. Li, R. Li, H. Huang, S. Zhao, L. Zhang, S. Lu, J. Wang, C. V. Singh, D. Su and X. Sun, Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2100210. C. Wang, Y. Zhao, Q. Sun, X. Li, Y. Liu, J. Liang, X. Li, X. Lin, R. Li, K. R. Adair, L. Zhang, R. Yang, S. Lu and X. Sun, Nano Energy, 2018, 53, 168-174. C. Wang, K. Adair and X. Sun, Acc. Mater. Res., 2022, 3, 21-32. C. Wang, R. Yu, H. Duan, Q. Lu, Q. Li, K. R. Adair, D. Bao, Y. Liu, R. Yang, J. Wang, S. Zhao, H. Huang and X. Sun, ACS Energy Lett., 2022, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02261, 410-416. C. Wang, Q. Sun, Y. Liu, Y. Zhao, X. Li, X. Lin, M. N. Banis, M. Li, W. Li, K. R. Adair, D. Wang, J. Liang, R. Li, L. Zhang, R. Yang, S. Lu and X. Sun, Nano Energy, 2018, 48, 35-43. C. Wang, K. R. Adair, J. Liang, X. Li, Y. Sun, X. Li, J. Wang, Q. Sun, F. Zhao, X. Lin, R. Li, H. Huang, L. Zhang, R. Yang, S. Lu and X. Sun, Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1900392.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,157 | 0,070 |
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 ».