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A comprehensive cognition for the capacity fading mechanism of FeS2 in argyrodite-based all-solid-state lithium battery
EcoMat ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-02-09 , DOI: 10.1002/eom2.12327 Zhan Wu 1 , Wenkui Zhang 1 , Yang Xia 1 , Hui Huang 1 , Yongping Gan 1 , Xinping He 1 , Xinhui Xia 1 , Jun Zhang 1
EcoMat ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-02-09 , DOI: 10.1002/eom2.12327 Zhan Wu 1 , Wenkui Zhang 1 , Yang Xia 1 , Hui Huang 1 , Yongping Gan 1 , Xinping He 1 , Xinhui Xia 1 , Jun Zhang 1
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Sulfide solid state electrolyte (SSE) possesses high ionic conductivity and great processability but suffers from narrow electrochemical window. Conversion sulfide cathode FeS2 has higher specific capacity and moderate redox potential, making it appropriate toward sulfide SSE. However, the complex reaction pathway and capacity fading mechanism in FeS2 are rarely studied, especially in all-solid-state lithium battery (ASSLB). Herein, argyrodite sulfide SSE is paired with FeS2 to investigate the electrochemical reaction pathways and the capacity fade mechanism. Instead of single conversion reaction, an anionic redox driven reaction of FeS2 is revealed. The oxidization of Li2S vanishes and large quantity of inactive Li2S accumulates to cause the interfacial deterioration, along with the stress concentration during cycling, which leads to the rapid capacity fade of FeS2. Finally, a simple strategy of slurry-coated composite electrode with highly conductive network is proposed to direct the uniform deposition of Li2S and alleviate the stress concentration.
中文翻译：
亚银矿基全固态锂电池中FeS2容量衰减机理的全面认识
硫化物固态电解质（SSE）具有高离子电导率和良好的加工性能，但存在电化学窗口窄的问题。转化硫化物正极FeS 2具有较高的比容量和适中的氧化还原电位，适合用于硫化物SSE。然而，很少研究FeS 2中复杂的反应途径和容量衰减机制，尤其是在全固态锂电池（ASSLB）中。在此，亚银石硫化物 SSE 与 FeS 2配对以研究电化学反应途径和容量衰减机制。揭示了FeS 2的阴离子氧化还原驱动反应，而不是单一转化反应。Li 2的氧化S的消失和大量不活泼的Li 2 S的积累导致界面劣化，以及循环过程中的应力集中，导致FeS 2的快速容量衰减。最后，提出了一种具有高导电网络的浆料涂覆复合电极的简单策略，以引导 Li 2 S的均匀沉积并缓解应力集中。
更新日期：2023-02-09
中文翻译：
亚银矿基全固态锂电池中FeS2容量衰减机理的全面认识
硫化物固态电解质（SSE）具有高离子电导率和良好的加工性能，但存在电化学窗口窄的问题。转化硫化物正极FeS 2具有较高的比容量和适中的氧化还原电位，适合用于硫化物SSE。然而，很少研究FeS 2中复杂的反应途径和容量衰减机制，尤其是在全固态锂电池（ASSLB）中。在此，亚银石硫化物 SSE 与 FeS 2配对以研究电化学反应途径和容量衰减机制。揭示了FeS 2的阴离子氧化还原驱动反应，而不是单一转化反应。Li 2的氧化S的消失和大量不活泼的Li 2 S的积累导致界面劣化，以及循环过程中的应力集中，导致FeS 2的快速容量衰减。最后，提出了一种具有高导电网络的浆料涂覆复合电极的简单策略，以引导 Li 2 S的均匀沉积并缓解应力集中。
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