Engineering Solution-Processed Non-Crystalline Solid Electrolytes for Li Metal Batteries
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Non-crystalline Li-ion solid electrolytes (SEs), such as lithium phosphorus oxynitride, can uniquely enable high-rate solid-state battery operation over thousands of cycles in thin film form. However, they are typically produced by expensive and low throughput vacuum deposition, limiting their wide application and study. Here, we report non-crystalline SEs of composition Li–Al–P–O (LAPO) with ionic conductivities > 10 –7 S cm –1 at room temperature made by spin coating from aqueous solutions and subsequent annealing in air. Homogenous, dense, flat layers can be synthesized with submicrometer thickness at temperatures as low as 230 °C. Control of the composition is shown to significantly affect the ionic conductivity, with increased Li and decreased P content being optimal, while higher annealing temperatures result in decreased ionic conductivity. Activation energy analysis reveals a Li-ion hopping barrier of ≈0.4 eV. Additionally, these SEs exhibit low room temperature electronic conductivity (< 10 –11 S cm –1 ) and a moderate Young’s modulus of ≈54 GPa, which may be beneficial in preventing Li dendrite formation. In contact with Li metal, LAPO is found to form a stable but high impedance passivation layer comprised of Al metal, Li–P, and Li–O species. These findings should be of value when engineering non-crystalline SEs for Li-metal batteries with high energy and power densities.
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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 ».