Amorf LiSiON tyndfilmselektrolyt

Forfatter:XIA Qiuying, SUN Shuo, ZAN Feng, XU Jing, XIA Hui

School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, Kina

Abstrakt

All-solid-state thin film lithium batteri (TFLB) betragtes som den ideelle strømkilde til mikroelektroniske enheder. Imidlertid begrænser den relativt lave ioniske ledningsevne af amorf faststofelektrolyt forbedringen af ​​den elektrokemiske ydeevne for TFLB. I dette arbejde fremstilles amorf lithium-siliciumoxynitrid (LiSiON) tynde film ved magnetronsputtering som faststofelektrolyt til TFLB. Med optimeret aflejringstilstand udviser LiSiON tyndfilmen en høj ionisk ledningsevne på 6,3×10-6 S∙cm-1 ved stuetemperatur og et bredt spændingsvindue over 5 V, hvilket gør den til en egnet tyndfilmelektrolyt til TFLB. En MoO3/LiSiON/Li TFLB er konstrueret baseret på LiSiON tyndfilmelektrolyt med stor specifik kapacitet (282 mAh∙g-1 ved 50 mA∙g-1), god hastighedskapacitet (50 mAh∙g -1 ved 800 mA∙g-1) og acceptabel cykluslevetid (78,1 % kapacitetsopbevaring efter 200 cyklusser), hvilket viser gennemførligheden af ​​denne elektrolyt til praktiske anvendelser.

Nøgleord:LiSiON; tynd film elektrolyt; hel-solid-state lithium batteri; tyndfilm batteri

Den hurtige udvikling af mikroelektronikindustrien, såsom mikroelektromekaniske systemer (MEMS), mikrosensorer, intelligente kort og implanterbart mikromedicinsk udstyr, fører til stigende krav om integreret energilagring i mikrostørrelse^[1,2]. Blandt de tilgængelige batteriteknologier betragtes TFLB som den ideelle strømkilde til mikroelektroniske enheder på grund af deres høje sikkerhed, lille størrelse, power-on-chip-design, lange cykluslevetid og lave selvafladningshastighed. Som en af ​​nøglekomponenterne i TFLB spiller solid-state tyndfilm elektrolyt en afgørende rolle i bestemmelsen af ​​egenskaberne af TFLB^[3]. Derfor er udvikling af højtydende solid-state tyndfilmelektrolyt altid et vigtigt mål for udviklingen af ​​TFLB. På nuværende tidspunkt er den mest udbredte elektrolyt i TFLB amorft lithiumphosphoroxynitrid (LiPON), som har moderat ionisk ledningsevne (2×10-6 S∙cm-1), lav elektronisk ledningsevne (~{{5} }} S∙cm-1), bredt spændingsvindue (~5,5 V) og god kontaktstabilitet med lithium^[4,5]. Imidlertid er dens ioniske ledningsevne relativt lav, hvilket hæmmer den fremtidige udvikling af højeffekt TFLB til den kommende æra af tingenes internet (IoT)^[6]. Det haster således med at udvikle nye tyndfilmselektrolytter med øget ionisk ledningsevne, samt stort spændingsvindue og god kontaktstabilitet med lithium til næste generations TFLB.

Blandt forskellige uorganiske faststofelektrolytmaterialer blev Li2O-SiO2 fast opløsningssystemet og deres deuterogene faser identificeret som potentielle tyndfilmelektrolytter på grund af deres hurtige tredimensionelle lithiumledningskanaler^[7]. For eksempel beskriver Chen et al.^[8]rapporterede, at Al substitueret Li4.4Al0.4Si0.6O4-0.3Li2O fast elektrolyt har en høj ionisk ledningsevne på 5,4×10-3 S∙cm{{12} } ved 200 grader. Adnan, et al.^[9] fandt, at Li4Sn0.02Si0.98O4-forbindelse har en maksimal ledningsevneværdi på 3,07×10-5 S∙cm-1 ved omgivelsestemperatur. Tidligere arbejder på Li2O-SiO2 elektrolytsystemer fokuserede dog for det meste på pulvermaterialer med høj krystallinitet, mens der blev rapporteret meget begrænset arbejde på deres amorfe tyndfilm-modstykker til TFLB. Da TFLB typisk er konstrueret ved at aflejre tynde film af katode, elektrolyt og anode lag for lag, skal elektrolytfilmen forberedes ved relativt lav temperatur for at undgå de ugunstige interaktioner mellem katoden og elektrolytten, som resulterer i revner og kortslutning af TFLB^[1,2]. Det er således vigtigt for TFLB at udvikle Li2O-SiO2-elektrolyt med amorf egenskab fremstillet ved lav temperatur. Selvom nyere arbejde^[6] viser, at en høj lithiumionisk ledningsevne på 2,06×10-5 S∙cm-1 kan opnås med amorf Li-Si-PON tynd film, dens kontaktstabilitet med elektroderne og elektrokemisk stabilitet i TFLB har endnu ikke blive undersøgt. Derfor er det yderst vigtigt at udvikle højtydende Li2O-SiO2-baseret tyndfilmelektrolyt og demonstrere dens faktiske anvendelse i TFLB.

I dette arbejde blev amorft lithium-siliciumoxynitrid (LiSiON) tynd film fremstillet ved radiofrekvens (RF) magnetronforstøvning ved stuetemperatur og undersøgt som faststofelektrolyt til TFLB. Sputteringskraften og flowet af N2/Ar arbejdsgas blev optimeret for at opnå den bedste aflejringstilstand for LiSiON tyndfilmen. For at demonstrere anvendeligheden af ​​den optimerede LiSiON-elektrolyt til TFLB blev der desuden konstrueret en MoO3/LiSiON/Li-celle, og dens elektrokemiske ydeevne blev systematisk undersøgt.

1 Eksperimentel

1.1 Forberedelse af LiSiON tyndfilm

LiSiON-tynde film blev fremstillet ved RF-magnetronsputtering (Kurt J. Lesker) under anvendelse af et Li2SiO3-mål (76,2 mm i diameter) ved stuetemperatur i 12 timer. Før deponering blev trykket i kammeret reduceret til mindre end 1×10-5 Pa. Afstanden fra mål til substrat var 10 cm. Prøverne afsat under RF-effekt på 80, 100 og 120 W ved flowet på 90 sccm N2 er markeret som prøve LiSiON-80N9, LiSiON-100N9 og LiSiON-120N9, henholdsvis. Og prøverne afsat under RF-effekt på 100 W ved flowet af 90 sccm N2 og 10 sccm Ar, 90 sccm N2 og 50 sccm Ar, 50 sccm N2 og 50 sccm Ar er markeret som prøve LiSiON- 100N9A1, LiSiON -100Hhv. N9A5 og LiSiON-100N5A5.

1.2 Fremstilling af MoO3/LiSiON/Li TFLB

MoO3-film blev fremstillet ved jævnstrøm (DC) reaktiv magnetronforstøvning (Kurt J. Lesker) under anvendelse af et rent metal Mo-mål (76,2 mm i diameter) ifølge vores tidligere rapport^[10]. Afstanden fra mål til substrat var 10 cm, og DC-forstøvningseffekten var 60 W. Afsætningen blev udført ved substrattemperaturen på 100 grader i 4 timer ved flowet af 40 sccm Ar og 10 sccm O2 ved en in-situ udglødning behandling ved 450 grader i 1 time. LiSiON-100N9A1 blev derefter deponeret på MoO3-filmen som elektrolyt. Derefter blev en metallisk lithiumfilm på ca. 2 μm i tykkelse aflejret på LiSiON-filmen ved vakuum termisk fordampning (Kurt J. Lesker). Det sidste fremstillingstrin involverede aflejring af Cu-strømkollektor og indkapslingsprocessen.

1.3 Materialekarakterisering

Krystalstrukturerne af prøverne blev karakteriseret ved røntgendiffraktion (XRD, Bruker D8 Advance). Morfologierne og mikrostrukturerne af prøverne blev karakteriseret ved feltemissionsscanningselektronmikroskop (FESEM, FEI Quanta 250F) udstyret med energidispersiv røntgenspektroskopi (EDS). Prøvernes grundstofsammensætning blev analyseret ved induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS, Agilent 7700X). Den kemiske sammensætning og bindingsinformation for prøverne blev målt ved røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS, Escalab 250XI, Thermo Scientific).

1.4 Elektrokemiske målinger

Den ioniske ledningsevne af LiSiON tyndfilm elektrolytten blev målt under anvendelse af en sandwichstruktur af Pt/LiSiON/Pt. Den elektrokemiske impedansspektroskopi (EIS) (fra 1000 kHz til 0,1 Hz med en potentiel amplitude på 5 mV) og cyklisk voltammetri (CV) målinger af prøverne blev udført på den Biologiske VMP3 elektrokemiske arbejdsstation. Galvanostatisk opladning/afladning (GCD) måling af MoO3/LiSiON/Li TFLB blev udført ved hjælp af et Neware BTS4000 batterisystem i en argonfyldt handskeboks ved stuetemperatur. En Sartorius Analytical Balance (CPA225D, med opløsning på 10 ug) blev brugt til at bestemme elektrodemassebelastningen, og massebelastningen af ​​MoO3-filmen er ca. 0,4 mg∙cm-2.

2 Resultater og diskussion

Som vist i det optiske billede indsat i fig. 1(a), blev et Li2SiO3-mål anvendt til at fremstille LiSiON-tyndfilm. XRD-resultatet i fig. 1(a) afslører, at målet er sammensat af den primære Li2SiO3 (JCPDS 83-1517) fase og mindre SiO2 fase. ICP-MS-måling indikerer, at atomforholdet mellem Li:Si er ca. 1,79:1 i målet. Transparent amorf tynd film blev opnået for den typiske prøve LiSiON-100N9A1 efter sputtering af målet (fig. 1(b)). Tykkelsen af ​​den typiske prøve LiSiON-100N9A1 målt fra tværsnittet af FESEM-billedet i fig. 1(c) er ca. 1,2 μm, hvilket indikerer en væksthastighed på ca. 100 nm∙h-1 under dette tilstand. Som vist på FESEM-billedet fra oven i fig. 1(d), er overfladen af ​​den tynde LiSiON-film meget glat og tæt uden revner eller huller, hvilket gør den til en passende fast elektrolyt til TFLB for at undgå genvejs- og sikkerhedsproblemer.

Fig. 1 (a) XRD-mønster og optisk billede af Li2SiO3-målet; (b) XRD-mønster og optisk billede af typisk prøve LiSiON- 100N9A1; (c) Tværsnit og (d) top-view FESEM billeder af den typiske prøve LiSiON-100N9A1

XPS-analyse blev udført for at undersøge den kemiske sammensætning og bindingsoplysninger for Li2SiO3-målet og typisk prøve LiSiON-100N9A1. XPS-undersøgelsesscanningsspektrene i fig. 2(a) afslører tilstedeværelsen af ​​Li-, Si- og O-elementer i Li2SiO3-målet og introduktionen af ​​N-element i LiSiON-tyndfilmen. Atomforholdet mellem N : Si i LiSiON tyndfilm er ca. 0.33 : 1 ifølge XPS-resultatet. Ved at kombinere med det tilsvarende atomforhold (1,51 : 1) opnået ved ICP-MS-målingen bestemmes støkiometrien af ​​den typiske prøve LiSiON-100N9A1 til at være Li1.51SiO2.26N0.33. Sammenlignet med den enkelte Si-Si (103,2 eV) top i Si2p kerneniveau XPS spektret af Li2SiO3 målet (fig. 2(b)), kan yderligere Si-N (101,6 eV) top observeres fra LiSiON tyndfilmen , hvilket tyder på forekomsten af ​​nitridering i LiSiON^[11,12]. O1s-kerneniveau XPS-spektret af Li2SiO3-mål i fig. 2(c) viser to bindingsmiljøer: 531,5 eV stammer fra SiOx og 528,8 eV tildelt Li2O. Efter deponering kan yderligere komponent opstået ved 530,2 eV observeres med LiSiON tynd film, som kan tildeles ikke-brodannende oxygen (On) i silikat^[13,14]. N1s kerneniveau XPS-spektret af LiSiON-tyndfilm i fig. 2(d) kan deconvoluteres til tre toppe, herunder 398,2 eV for Si-N-binding, 396,4 eV for Li3N og 403,8 eV for nitritart NO{{11} }, hvilket yderligere bekræfter inkorporeringen af ​​N i LiSiON-netværket^[14,15,16]. Som skematisk illustreret i fig. 2(e), kan inkorporeringen af ​​N i LiSiON-netværket danne mere tværbundet struktur, hvilket er gavnligt for hurtig lithiumionledning^[6,17].

Fig. 2 (a) Survey-scanning, (b) Si2p-kerneniveau, (c) O1s-kerneniveau og (d) N1s-kerneniveau XPS-spektre af Li2SiO3-mål og typisk prøve LiSiON-100N9A1; (e) Skematisk illustration af den partielle strukturændring fra Li2SiO3 til LiSiON med inkorporering af N

For at optimere den ioniske ledningsevne og den elektrokemiske stabilitet af LiSiON tyndfilmene, blev forskellige LiSiON tynde film aflejret ved forskellige sputtereffekter, og arbejdsgasstrømme sammenlignet med hensyn til deres ioniske ledningsevne og spændingsvinduer. Stuetemperatur Nyquist-plot af LiSiON-tynde film er afbildet i fig. 3(a), og den tilsvarende Pt/LiSiON/Pt-sandwichstruktur og ækvivalente kredsløb er vist i fig. 3(b). Som observeret udviser Nyquist-plottene en enkelt halvcirkel og dielektrisk kapacitanshale, som er karakteristisk for tyndfilmsledende dielektrikum med bulk-relaksationsproces klemt mellem blokerende kontakter^[17]. De ioniske ledningsevner (σi) af LiSiON tyndfilmene kan beregnes ved at bruge lign. (1).

σi=d/(RA)

Fig. 3 (a) Elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS) spektre af LiSiON tynde film aflejret under forskellige betingelser; (b) Skematisk illustration af Pt/LiSiON/Pt sandwichstrukturen og det tilsvarende ækvivalente kredsløb; (c) CV-kurver for de tynde LiSiON-film aflejret under forskellige betingelser; (d) Kronoampometrisk kurve for prøven LiSiON-100N9A1

hvor d er filmtykkelsen, A er det effektive areal (ca. 1 cm2), og R er filmmodstanden beregnet ud fra det målte Nyquist-plot. De beregnede ionkonduktiviteter for disse LiSiON tynde film er sammenlignet i tabel 1. Som observeret stiger ionledningsevnen af ​​LiSiON tyndfilmen afsat ved en konstant strøm på 90 sccm N2 med den stigende sputtereffekt fra 80 W til 100 W og falder derefter når sputtereffekten øges yderligere til 120 W, hvilket svarer til tidligere rapport om LiPON-elektrolyt^[18]. En tydelig stigning i de ioniske ledningsevner kan observeres, når N2-forholdet i arbejdsgassen under en konstant sputtereffekt på 100 W fremmes, hvilket kan tilskrives den øgede mængde af inkorporeret nitrogen i LiSiON med mere gunstige miljø for lithium-ion bevægelse^{[5, 18]}. Det er bemærkelsesværdigt, at prøven LiSiON- 100N9 og LiSiON-100N9A1 viser de højeste ioniske ledningsevner på henholdsvis 7,1×10-6 og 6,3×10-6 S∙cm-1 , som tydeligvis er højere end den velkendte LiPON (~2×10-6 S∙cm-1), tidligere rapporterede amorfe LiNbO3 (~1×10-6 S∙cm{{19} })^[19], LiBON (2,3×10-6 S∙cm-1)^[20], Li-V-Si-O (~1×10-6 S∙cm-1)^[21], Li-La-Zr-O (4×10-7 S∙cm-1)^[22], og Li-Si-PO (1,6×10-6 S∙cm-1)^[23]elektrolytfilm, hvilket afslører, at den amorfe LiSiON tynde film er en konkurrencekandidat som elektrolyt til TFLB. Den høje ionledningsevne af LiSiON-tyndfilmen kan tilskrives inkorporeringen af ​​N i den tynde film og dannelsen af ​​Si-N-bindinger i stedet for Si-O-bindinger, hvilket fører til et mere retikuleret anionisk netværk for den nemme lithiumionmobilitet^{[17, 24]}. De elektrokemisk stabile spændingsvinduer i LiSiON tyndfilmene blev evalueret ved CV-måling ved en scanningshastighed på 5 mV∙s-1 med spænding op til 5,5 V. Det skal påpeges, at påvirkningen af ​​aflejringstilstanden på spændingen vinduet af LiSiON-film varierer, hvilket ikke kan forklares med en klar mekanisme i øjeblikket, da der ikke er nogen relevante undersøgelser i tidligere rapporter om tyndfilmelektrolyt^[18,24-25]. Ikke desto mindre, sammenlignet i fig. 3(c) og tabel 1, viser prøven LiSiON-100N9A1 og LiSiON- 100N5A5 de bredeste spændingsvinduer på ~5.0 og ~5,2 V henholdsvis, som er tæt på LiPON-elektrolyt. Taget både ionkonduktivitet og spændingsvinduet i betragtning, blev prøve LiSiON- 100N9A1 derfor valgt til yderligere undersøgelse og fremstilling af fuldcelle. For at udforske lithiumionoverførselstallet (τi) og den elektroniske ledningsevne (σe) af prøven LiSiON-100N9A1, blev krono-amperometri yderligere udført ved en konstant spænding på 10 mV (fig. 3(d)). τi kan beregnes ved lign. (2).

τi=(Ib-Ie)/Ib

hvor Ib er den initiale polariseringsstrøm, og Ie er steady state-strømmen^[18]. τi blev beregnet til at være 0.998, hvilket er tæt på 1, hvilket indikerer, at lithiumionernes ledning er absolut dominerende i elektrolytten. τi bestemmes af en blandet effekt af ledning af ioner og elektroner^[24], som kan udtrykkes ved lign. (3).

τi=σi/(σi+σe)

Således er σe af prøven LiSiON-100N9A1 beregnet til at være 1,26×10-8 S∙cm-1, hvilket er ubetydeligt sammenlignet med dets ionledningsevne.

Tabel 1 Sammenligning af lithiumionledningsevner og spændingsvinduer af LiSiON tyndfilm aflejret under forskellige forhold

For at verificere gennemførligheden af ​​den optimerede prøve LiSiON{{0}}N9A1 til TFLB-applikation, blev MoO3/LiSiON/Li TFLB fremstillet yderligere. Tværsnittet af FESEM-billedet og tilsvarende EDS-kortlægningsbilleder af MoO3/LiSiON/Li TFLB er vist i fig. 4(a). Som observeret er MoO3-katoden (ca. 1,1 μm i tykkelse) og Li-anoden godt adskilt af LiSiON-elektrolytten, og LiSiON-elektrolytten har tætte kontaktflader med både katoden og anoden. Fig. 4(b) viser den typiske CV-kurve for TFLB ved en scanningshastighed på 0,1 mV∙s-1 mellem 1.5-3.5 V, som viser et par veldefinerede redox-toppe. ved omkring 2,25 og 2,65 V, svarende til lithium-ion indsættelse i og ekstraktion fra MoO3^[10]. Fig. 4(c) viser de indledende 3 galvanostatiske ladnings-/afladningskurver for TFLB'en ved en strømtæthed på 50 mA∙g-1 (20 μA∙cm-2, baseret på massen af ​​MoO3-film ). Som observeret leverer TFLB den oprindelige opladnings-/afladningskapacitet på 145/297 mAh∙g-1 (58/118,8 μAh∙cm-2). Efter 2. cyklus blev stabil cyklusadfærd med høj reversibel specifik kapacitet på 282 mAh∙g-1 opnået af TFLB. Hastigheden af ​​TFLB'en ved forskellige strømtætheder er afbildet i fig. 4(d). Det irreversible kapacitetstab af TFLB i indledende flere cyklusser ved lav strømtæthed kan tilskrives irreversibel faseovergang i MoO3 afledt af lithiumindsættelse^[26]. Stabile afladningskapaciteter på omkring 219, 173, 107 og 50 mAh∙g-1 observeres ved henholdsvis 100, 200, 400 og 800 mA∙g-1, hvilket viser god hastighedskapacitet. For at evaluere den elektrokemiske stabilitet af TFLB blev cyklusydelsen yderligere udført ved en strømtæthed på 200 mA∙g-1 (fig. 4(e)). TFLB'en kan bevare 78,1% af sin oprindelige afladningskapacitet efter 200 cyklusser, og Coulombic-effektiviteten er tæt på 100% for hver cyklus, hvilket afslører acceptabel elektrokemisk stabilitet af LiSiON-elektrolytten. EIS-målinger blev yderligere udført ved åben kredsløbsspænding for at undersøge elektrolyt/elektrode-grænsefladen i TFLB ved forskellige cyklusnumre, og de tilsvarende Nyquist-plot med ækvivalent kredsløb er afbildet i fig. 4(f). Som observeret viser MoO3/LiSiON/Li TFLB lignende EIS-spektrum, som består af to halvcirkler i højfrekvensområdet i frisk tilstand som MoO3/LiPON/Li TFLB i vores tidligere arbejde^[10], hvilket indikerer, at Li/LiSiON-grænseflademodstanden er ubetydelig sammenlignet med LiSiON/MoO3-grænsefladen^[20]. Den første lille halvcirkel i Nyquist-plottene tilskrives den ioniske ledning af Li+-ioner i LiSiON-elektrolyt, mens den anden store halvcirkel svarer til ladningsoverførselsprocessen ved LiSiON/MoO3-grænsefladen^[27,28]. Det bemærkes, at den første lille halvcirkel sjældent ændres i løbet af cyklusserne, hvilket indikerer den relativt gode cykliske stabilitet af LiSiON elektrolytten. Den anden halvcirkel udvides dog gradvist, efterhånden som cyklusnummeret udvikler sig, hvilket afslører den øgede LiSiON/MoO3-grænseflademodstand under cykling, hvilket kunne være hovedårsagen til TFLB'ens kapacitetsfading^[29]. Det er værd at nævne, at dette arbejde med succes adopterer LiSiON-elektrolytten til at konstruere TFLB og demonstrerer den gode grænsefladekontakt af LiSiON med både MoO3-katoden og lithiumanoden for første gang. Desuden viser den store specifikke kapacitet, gode hastighedskapacitet og acceptable cyklusydelse af MoO3/LiSiON/Li TFLB, at LiSiON tyndfilmen er velegnet som elektrolyt til TFLB.

Fig. 4 (a) FESEM-billede i tværsnit og tilsvarende EDS-kortlægningsbilleder af MoO3/LiSiON/Li TFLB; (b) Typisk CV-kurve, (c) indledende tre ladnings-/afladningskurver, (d) hastighedsydelse, (e) cyklusydelse og (f) EIS-spektre ved forskellige cyklusnumre af MoO3/LiSiON/Li TFLB med prøve LiSiON -100N9A1 som elektrolyt

3 Konklusioner

Sammenfattende blev amorf LiSiON tyndfilmelektrolyt med succes fremstillet ved RF-magnetronforstøvning under anvendelse af Li2SiO3-mål med N2/Ar-gasstrøm. Den optimerede LiSiON-tynde film aflejret under RF-effekt på 100 W ved flowet på 90 sccm N2 og 10 sccm Ar har glat overflade, tæt struktur, høj ionledningsevne (6,3×10-6 S∙cm-1) , og bredt spændingsvindue (5 V), hvilket gør det til et lovende elektrolytmateriale til TFLB. Endnu vigtigere, ved at bruge LiSiON-elektrolytten blev en MoO3/LiSiON/Li TFLB demonstreret for første gang med høj specifik kapacitet (282 mAh∙g-1 ved 50 mA∙g-1), godt hastighedsydelse (50 mAh∙g-1 ved 800 mA∙g-1) og acceptabel cyklusstabilitet (78,1 % kapacitetsbevarelse efter 200 cyklusser). Dette arbejde forventes at bringe nye muligheder for at udvikle højtydende TFLB ved at bruge Li2O-SiO2 baseret tyndfilmelektrolyt.

Referencer

[1] MOITZHEIM S, PUT B, VEREECKEN P M. Fremskridt inden for 3D tyndfilm Li-ion-batterier. Advanced Materials Interfaces, 2019,6(15):1900805.
[2] XIA Q, ZHANG Q, SUN S, et al. Tunnelsammenvækst af LixMnO2 nanoark-arrays som 3D-katode til højtydende all-solid-state tyndfilm lithium-mikrobatterier. Advanced Materials, 2021,33(5):2003524.
[3] DENG Y, EAMES C, FLEUTOT B, et al. Forbedring af lithium-ion-ledningsevnen i lithium superionisk leder (LISICON) faste elektrolytter gennem en blandet polyanion-effekt. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(8):7050-7058.
[4] BATES JB, DUDNEY NJ, GRUZALSKI GR, et al. Fremstilling og karakterisering af amorfe lithiumelektrolyt tynde film og genopladelige tyndfilmsbatterier. Journal of Power Sources, 1993,43(1/2/3):103-110.
[5] BATES J. Elektriske egenskaber af amorfe lithiumelektrolyt tynde film. Solid State Ionics, 1992,53(56):647-654.
[6] FAMPRIKIS T, GALIPAUD J, CLEMENS O, et al. Sammensætningsafhængighed af ionisk ledningsevne i LiSiPO(N) tyndfilmelektrolytter til faststofbatterier. ACS Applied Energy Materials, 2019,2(7):4782-4791.
[7] DENG Y, EAMES C, CHOTARD JN, et al. Strukturel og mekanistisk indsigt i hurtig lithium-ion-ledning i Li4SiO4- Li3PO4 faste elektrolytter. Journal of the American Chemical Society, 2015,137(28):9136-9145.
[8] CHEN R, SONG X. Den ioniske ledningsevne af faste elektrolytter for Li4+xMxSi1-xO4-yLi2O (M=Al, B) systemer. Journal of the Chinese Chemical Society, 2002,49:7-10.
[9] ADNAN S, MOHAMED N S. Effekter af Sn-substitution på egenskaberne af Li4SiO4 keramisk elektrolyt. Solid State Ionics, 2014,262:559-562.
[10] SUN S, XIA Q, LIU J, et al. Selvstående iltfattige -MoO3-x nanoflake-arrays som 3D-katode til avancerede all-solid-state tyndfilm lithium-batterier. Journal of Materiomics, 2019,5(2):229-236.
[11] DING W, LU W, DENG X, et al. En XPS-undersøgelse af strukturen af ​​SiNx-film aflejret ved mikrobølge ECR-magnetronsputtering. Acta Physica Sinica, 2009,58(6):4109-4116.
[12] KIM H, KIM Y. Delvis nitridering af Li4SiO4 og ionkonduktivitet af Li4. 1SiO3. 9N0. 1Ceramics International, 2018,44(8):9058-9062.
[13] MARIKO M, HIDEMASA K, TOMOYUKI O, et al. Analyse af SiO anoder til lithium-ion batterier. Journal of The Electrochemical Society, 2005,152(10):A2089.
[14] FINGERLE M, BUCHHEIT R, SICOLO S, et al. Reaktion og dannelse af rumladningslag ved LiCoO2-LiPON-grænsefladen: indsigt i defektdannelse og ionenerginiveaujustering ved hjælp af en kombineret overfladevidenskabelig-simuleringstilgang. Chemisty Materials, 2017,29(18):7675-7685.
[15] WEST W, HOOD Z, ADHIKARI S, et al. Reduktion af ladningsoverførselsmodstand ved den faste elektrolyt-elektrode-grænseflade ved pulseret laseraflejring af film fra en krystallinsk Li2PO2N-kilde. Journal of Power Sources, 2016,312:116-122.
[16] SICOLO S, FINGERLE M, HAUSBRAND R, et al. Grænsefladeustabilitet af amorf LiPON mod lithium: en kombineret tæthedsfunktionel teori og spektroskopisk undersøgelse. Journal of Power Sources, 2017,354:124-133.
[17] WU F, LIU Y, CHEN R, et al. Forberedelse og ydeevne af ny Li-Ti-Si-PON tyndfilmelektrolyt til tyndfilmslithiumbatterier. Journal of Power Sources, 2009,189(1):467-470.
[18] PUT B, VEREECKEN M, MEERSCHAUT J, et al. Elektrisk karakterisering af ultratynde RF-sputterede LiPON-lag til batterier i nanoskala. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016,8(11):7060-7069.
[19] NIINOMI H, MOTOYAMA M, IRIYAMA Y. Li+-ledning i Li-Nb-O-film aflejret ved en Sol-Gel-metode. Solid State Ionics, 2016,285:13-18.
[20] SONG S, LEE K, PARK H. Højtydende fleksible all-solid-state mikrobatterier baseret på fast elektrolyt af lithiumboroxynitrid. Journal of Power Sources, 2016,328:311-317.
[21] OHTSUKA H, OKADA S, YAMAKI J. Solid state batteri med Li2O-V2O5-SiO2 solid elektrolyt tynd film. Solid State Ionics, 1990,40-41:964-966.
[22] Kalita D, Lee S, Lee K, et al. Ioniske ledningsevneegenskaber af amorf Li-La-Zr-O fast elektrolyt til tyndfilmsbatterier. Solid State Ionics, 2012,229:14-19.
[23] SAKURAI Y, SAKUDA A, HAYASHI A, et al. Forberedelse af amorfe Li4SiO4-Li3PO4 tynde film ved pulserende laseraflejring til sekundære lithiumbatterier i fast tilstand. Solid State Ionics, 2011,182:59-63.
[24] TAN G, WU F, LI L, et al. Magnetron sputtering præparation af nitrogen-inkorporeret lithium-aluminium-titanium phosphat-baserede tyndfilm elektrolytter til faststof-lithium-ion-batterier. The Journal of Physical Chemistry C, 2012,116(5):3817-3826.
[25] YU X, BATES JB, JELLISON G, et al. En stabil tyndfilm lithiumelektrolyt: lithiumphosphoroxynitrid. Journal of The Electrochemical Society, 1997,144(2):524.
[26] KIM H, COOK J, LIN H, et al. Oxygen ledige pladser forbedrer pseudokapacitive ladningslagringsegenskaber for MoO3-x. Nature Materials, 2017,16:454-460.
[27] SANG H, WANG S, SANG X, et al. Solcelledrevne all-solid-state lithium-luft-batterier, der fungerer ved ekstremt lave temperaturer. Energy & Environmental Science, 2020,13(4):1205-1211.
[28] WANG Z, LEE J, XIN H, et al. Effekter af katodeelektrolyt-grænsefladelag (CEI) på langtidscyklus af helt-faststof tyndfilmsbatterier. Journal of Power Sources, 2016,324:342-348.
[29] QIAO Y, DENG H, HE P, et al. En 500 Wh/kg lithiummetalcelle baseret på anionisk redox. Joule, 2020,4(6):1311-1323.