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孟穎&張明浩Nature Nanotechnology：無外壓！LiPON助力均勻致密的Li金屬沉積

來源：時(shí)間：2023-08-21 09:42:45 瀏覽：2076次

第一作者：Diyi Cheng

通訊作者：孟穎教授和張明浩博士

通訊單位：加州大學(xué)圣地亞哥分校

DOI: 10.1038/s41565-023-01478-0

01

研究背景

鋰磷氧氮（LiPON）是一種非晶固態(tài)電解質(zhì)，在過去的三十年里被廣泛的研究。盡管LiPON有望與各種電極材料配對(duì)，但它的剛性和空氣敏感性限制了科學(xué)家們對(duì)其內(nèi)在特性的理解?；诖?，加州大學(xué)圣地亞哥分校孟穎教授和張明浩博士等人報(bào)道了一種以自支撐形式合成LiPON（free-standing LiPON, FS-LiPON）的方法，該方法具有顯著的柔性和約33 GPa的楊氏模量。

02

文章要點(diǎn)

1、作者使用固態(tài)核磁共振（solid-state nuclear magnetic resonance, ss-NMR）和差示掃描量熱法（differential scanning calorimetry, DSC）定量地揭示了Li/LiPON界面的化學(xué)性質(zhì)，明確定義存在的LiPON玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為207 °C。

2、結(jié)合界面應(yīng)力和金種層，本文制備的自支撐式LiPON在沒有外部壓力的情況下顯示出均勻致密的鋰（Li）金屬沉積。這種自支撐式的LiPON薄膜為研究LiPON基本特性提供了機(jī)會(huì)，為發(fā)展固態(tài)電池提供了重要指導(dǎo)。

03

圖文展示

圖1. FS-LiPON的合成工藝和基本性能

圖2. FS-LiPON的界面化學(xué)、熱性能和力學(xué)性能

圖3. FS-LiPON的電化學(xué)沉積與分析

圖4.應(yīng)力分析和提出的均勻Li沉積機(jī)理

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