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Enregistrement W4309820051 · doi:10.1149/ma2022-024472mtgabs

Designing High Entropy Amorphous Oxides for Li-Battery Electrolytes

2022· article· en· W4309820051 sur OpenAlexaboutno aff
Yuntong Zhu, Jennifer L. M. Rupp

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiquePhase-change materials and chalcogenides
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAmorphous solidMaterials scienceElectrolyteFast ion conductorAnodeChemical engineeringSinteringOxideCrystallographyMetallurgyElectrodeChemistryPhysical chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Amorphous Li-oxides such as LiPON and amorphous Li garnet are considered as promising solid-state electrolytes for use in hybrid or all-solid-state oxide- and sulfide-based batteries as separators or protective layers. 1-3 These materials possess several appealing characteristics, such as their intrinsic grain-boundary-free nature and relatively low manufacturing temperature (ranging from room temperature to 600 °C), which facilitates co-synthesis with Co-substituted or even Co-free cathodes that are unstable at standard electrolyte sintering temperatures. Alternatively, they can be applied as protective coatings toward Li anodes and other Li-free anode concepts, bridging the electrochemical stability voltage gap with liquid electrolytes or catholytes and preventing uneven interfacial reactions. The amorphous Li-oxides can be classified based on their structural entropy, i.e., the number and types of local bonding units (LBUs). As of today, ‘low entropy’ amorphous LiPON with only one type of LBU achieves the highest cycle number and battery lifetime. 4 ‘High entropy’ amorphous Li-ion conductors, such as Li perovskites or Li garnets, exhibit an unusually high number of LBUs. local ordering and the Li-ion dynamics remain poorly understood, in part owing to the difficulty in characterizing their disordered states. This study employed a novel synthesis protocol to stabilize amorphous Al-doped Li garnets, representing so far the highest number of LBUs (≥ 4) in an amorphous Li-ion conductor. 5 We resolved their phase evolution and local structures by a combination of spectroscopy, microscopy, and calorimetry techniques. A much wider (<680 °C) but processing-friendly temperature range was identified to stabilize various amorphous phases with edge- and face-sharing Zr, La, and Li LBUs that do not conform to the formation rules for Zachariasen’s glasses. These amorphous Li-ion conductors reveal an unusual setting in which Li and Zr act as network formers and La acts as a network modifier, with the highest Li-dynamics observed for smaller Li–O and Zr–O coordination among the amorphous phases. Our insight provides fundamental guidelines for the phase, local structure, and Li-transport modulation for amorphous Li garnets and pave the way for their integration in next-generation solid-state or hybrid battery designs with enhanced safety and lifetime. Acknowledgments Y.Z. acknowledges financial support provided by the MIT Energy Initiative fellowship offered by ExxonMobil. This research was supported by Samsung Electronics. This research was performed in part at the Center for Nanoscale Systems (CNS), a member of the National Nanotechnology Coordinated Infrastructure Network (NNCI), which was supported by the National Science Foundation under NSF award no. 1541959. CNS is a part of Harvard University. This research used resources of the Advanced Photon Source, an Office of Science User Facility operated for the U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science by Argonne National Laboratory, and was supported by the U.S. DOE under Contract No. DE-AC02-06CH11357, and the Canadian Light Source and its funding partners. References [1] Zhu, Yuntong, et al. "Lithium-film ceramics for solid-state lithionic devices." Nature Reviews Materials 6.4 (2021): 313-331. [2] Balaish, Moran, et al. "Processing thin but robust electrolytes for solid-state batteries." Nature Energy 6.3 (2021): 227-239. [3] Garbayo, Iñigo, et al. "Glass‐Type Polyamorphism in Li‐Garnet Thin Film Solid State Battery Conductors." Advanced Energy Materials 8.12 (2018): 1702265. [4] Li, Juchuan, et al. "Solid electrolyte: the key for high‐voltage lithium batteries." Advanced Energy Materials 5.4 (2015): 1401408. [5] Zhu, Yuntong, et al., "High entropy amorphous Li-battery electrolytes.", Under Review (2022)

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,242
Écart entre enseignants0,219 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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