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Solid-State Electrolyte Design for Lithium Dendrite Suppression
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DOI：10.1002/adma.202002741.png)
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摘要
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全固态锂金属电池因其高安全性和高能量密度而受到广泛关注。然而，固态电解质 (SSEs) 中的Li枝晶生长仍然阻碍了其应用。当前的努力主要旨在降低界面电阻，而忽略了SSEs固有的枝晶抑制能力。本文研究了Li枝晶的形成机理，并报告了无Li枝晶的SSE标准。为了实现高的枝晶抑制能力，sse应该是热力学稳定的，具有针对Li的高界面能量，并且它们应该具有低的电子电导率和高的离子电导率。冷压Li3N-LiF复合材料用于验证无Li枝晶的设计标准，其中高离子导电性的Li3N降低了Li电镀/剥离过电位，而具有高界面能的LiF通过增强成核能和抑制Li渗透到SSEs中来抑制枝晶。即使在6.0 mAh·cm(-2) 的高容量下，Li3PS4SSE上的Li3N-LiF层涂层也实现了> 6 mA cm(-2) 的创纪录的高临界电流。库仑效率在150次循环中也达到创纪录的99%。Li3N-LiF/Li3PS4SSE使LiCoO(2) 阴极在50个循环中达到101.6 mAh g(-1)。该设计原理为开发高能全固态锂金属电池提供了新的机会。
Keyword:
dendrite-free criteria
density functional theory calculations
interface energy
lithium-metal batteries
solid-state electrolytes
AI总结
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期刊
IF:
26.8
论文数:
3.4W
被引数:
46.0W
机构
引用论文
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