基于第一性原理的固态电池高粘附界面电解质涂层
材料科学
2023-03-30 v1
摘要
我们引入了一个粘附参数，可用于快速筛选具有高粘附性的材料界面。该参数通过对单个单材料 slab 的密度泛函理论计算获得，而非由两种材料组合构成的 slab 计算，从而免去了对海量可能界面构型空间中所有构型的计算。解理能计算被用作电解质与涂层能量的上界，并被代入一个改进的接触角方程以推导该粘附参数。除良好粘附外，我们还施加了电化学稳定窗口、丰度、体相反应性与稳定性方面的进一步约束，以筛选面向下一代固态电池的涂层材料。良好的粘附性对于抑制固态电池中的分层剥落与锂扩散阻力至关重要。在此，我们为 Li7La3Zr2O12 与硫化物电解质体系确定了若干有前景的涂层候选材料，包括先前研究过的电极涂层材料 LiAlSiO4 与 Li5AlO8，使其尤其值得实验优化与商业化。
引用
@article{arxiv.2303.16350,
title = {Electrolyte Coatings for High Adhesion Interfaces in Solid-state Batteries from First Principles},
author = {Brandi Ransom and Akash Ramdas and Eder Lomeli and Jad Fidawi and Austin Sendek and Thomas Devereaux and Evan Reed and Peter Schindler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16350},
year = {2023}
}