Oxysulfide Solid Electrolyte with Better Safety and Cost Reduction
Notice bibliographique
Résumé
All-solid-state batteries are viable alternatives to conventional batteries employing organic electrolytes because of their benefits, i.e., high power density, high energy density, long-life operation and safety. These advantages stem from the great features of inorganic solid electrolytes, which are single ion conductor, so a high lithium-ion transport number, and no-liquid nature. Solid oxide or sulfide are largely studied to allow the emergence of all-solid-state batterie based on solid electrolyte ceramic. In particular, the sulfide-based solid electrolytes possess favorable mechanical properties and low temperature synthesis compared to oxide, high ionic conductivity comparable to liquid electrolytes but suffer of moisture exposure that could induce H2S generation and very expensive precursor. Sulfide-based solid-electrolytes can potentially be employed in conjunction with a lithium metal negative electrode and 5V-class high voltage positive electrode material. Different families of sulfide electrolyte as glass ceramic, thio-LISICON, LGPS, argyrodites are synthesized by similar precursor as Li2S-P2S5 and other components in function of composition. Among these families, argyrodites are promising due to their high ionic conductivity and no rare element. However, there are still several issues to overcome with argyrodite: reactivity with lithium metal and positive electrolyte material (active material, electronic conductor, binder, current collector...), moisture stability and use of expensive and unsafe Li2S. O-doped argyrodites are known strategy to enhance stability against cathode material, lithium metal and moisture stability. In this field and since a few years, Hydro-Quebec has decided to conduct specific research on all-solid ceramic batteries and especially in the field of sulfide-based ceramic electrolytes. We develop the synthesis of argyrodite type oxysulfide with one-step ball milling process. We use a low-cost oxygen precursor (Li2SO4) to partially substitute Li2S. A specific study has been carried out to (1) optimize the composition of sulfide solid electrolyte to lower the cost and maintain or increase the properties as ionic conductivity, electrochemical and moisture stability, (2) better understand the reactivity at various dewpoints, (3) evaluated the stability in dry room. The complementarity between synthesis process, compositions, NMR analyses, XRD analyses, Raman’s analysis, ionic conductivity, electrochemical stability, and safety measurements will be presented on sulfides prepared at Hydro-Quebec.
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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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,003 |
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 ».