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A Versatile Li6.5In0.25P0.75S5I Sulfide Electrolyte Triggered by Ultimate-Energy Mechanical Alloying for All-Solid-State Lithium Metal Batteries
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2021-08-04 , DOI: 10.1002/aenm.202101521 Zhao Jiang 1 , Hongling Peng 2 , Yu Liu 1 , Zhongxu Li 1 , Yu Zhong 1 , Xiuli Wang 1 , Xinhui Xia 1 , Changdong Gu 1 , Jiangping Tu 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2021-08-04 , DOI: 10.1002/aenm.202101521 Zhao Jiang 1 , Hongling Peng 2 , Yu Liu 1 , Zhongxu Li 1 , Yu Zhong 1 , Xiuli Wang 1 , Xinhui Xia 1 , Changdong Gu 1 , Jiangping Tu 1
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Sulfide solid electrolytes (SSEs) have captured plentiful interest on account of their high ionic conductivity and appropriate mechanical strength. However, the poor air stability and cost-intensive preparation process of SSEs limit their applications. Herein, a novel ultimate-energy mechanical alloying (UEMA) approach is applied to rapidly synthesize the argyrodite-type electrolytes in a one-pot process. According to the hard-soft-acid-base theory and the first-principles density functional theory (DFT) calculation, In-doping in Li6PS5I is attempted to enhance air stability and the experimental results demonstrate the success of this approach. The synthesized Li6.5In0.25P0.75S5I electrolyte has a high ionic conductivity (1.06 mS cm–1), and also presents excellent interfacial stability against Li metal, benefiting from the formation of a LiI-rich interphase layer. The assembled Li–S battery with Li6.5In0.25P0.75S5I as an interlayer delivers a high discharge capacity (954 mAh g–1) and presents the capacity retention of 96% after 200 cycles. The In-doped Li6PS5I is a novel promising electrolyte with high air stability and ionic conductivity for the application of all-solid-state lithium metal batteries.
中文翻译：
用于全固态锂金属电池的由极限能量机械合金触发的多功能 Li6.5In0.25P0.75S5I 硫化物电解质
硫化物固体电解质（SSE）由于其高离子电导率和适当的机械强度而引起了广泛的关注。然而，SSEs 的空气稳定性差和成本密集的制备过程限制了它们的应用。在此，采用一种新型的极限能量机械合金化 (UEMA) 方法，在一锅法中快速合成银铅矿型电解质。根据硬-软-酸碱理论和第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，尝试在Li 6 PS 5 I中掺杂In来增强空气稳定性，实验结果证明了该方法的成功。合成的 Li 6.5 In 0.25 P 0.75 S 5I 电解质具有高离子电导率 (1.06 mS cm –1 )，并且由于形成了富含 LiI 的界面层，因此对 Li 金属具有出色的界面稳定性。以 Li 6.5 In 0.25 P 0.75 S 5 I 作为中间层的组装 Li-S 电池具有高放电容量（954 mAh g –1），并在 200 次循环后显示出 96% 的容量保持率。In掺杂的Li 6 PS 5 I是一种新型的、具有高空气稳定性和离子电导率的电解质，可用于全固态锂金属电池。
更新日期：2021-09-23
中文翻译：
用于全固态锂金属电池的由极限能量机械合金触发的多功能 Li6.5In0.25P0.75S5I 硫化物电解质
硫化物固体电解质（SSE）由于其高离子电导率和适当的机械强度而引起了广泛的关注。然而，SSEs 的空气稳定性差和成本密集的制备过程限制了它们的应用。在此，采用一种新型的极限能量机械合金化 (UEMA) 方法，在一锅法中快速合成银铅矿型电解质。根据硬-软-酸碱理论和第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，尝试在Li 6 PS 5 I中掺杂In来增强空气稳定性，实验结果证明了该方法的成功。合成的 Li 6.5 In 0.25 P 0.75 S 5I 电解质具有高离子电导率 (1.06 mS cm –1 )，并且由于形成了富含 LiI 的界面层，因此对 Li 金属具有出色的界面稳定性。以 Li 6.5 In 0.25 P 0.75 S 5 I 作为中间层的组装 Li-S 电池具有高放电容量（954 mAh g –1），并在 200 次循环后显示出 96% 的容量保持率。In掺杂的Li 6 PS 5 I是一种新型的、具有高空气稳定性和离子电导率的电解质，可用于全固态锂金属电池。
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