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Yun Liu
Author with expertise in Lithium-ion Battery Technology
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Robust and Adhesive Laminar Solid Electrolyte with Homogenous and Fast Li‐Ion Conduction for High‐Performance All‐Solid‐State Lithium Metal Battery

Shiyuan Guo et al.Jun 14, 2024
Constructing composite solid electrolytes (CSEs) integrating the merits of inorganic and organic components is a promising approach to developing high-performance all-solid-state lithium metal batteries (ASSLMBs). CSEs are now capable of achieving homogeneous and fast Li-ion flux, but how to escape the trade-off between mechanical modulus and adhesion is still a challenge. Herein, a strategy to address this issue is proposed, that is, intercalating highly conductive, homogeneous, and viscous-fluid ionic conductors into robust coordination laminar framework to construct laminar solid electrolyte with homogeneous and fast Li-ion conduction (LSE-HFC). A 9 µm-thick LSH-HFC, in which poly(ethylene oxide)/succinonitrile is adsorbed by coordination laminar framework with metal-organic framework nanosheets as building blocks, is used here as an example to determine the validity. The Li-ion transfer mechanism is verified and works across the entire LSE-HFC, which facilitates homogeneous Li-ion flux and low migration energy barriers, endowing LSE-HFC with high ionic conductivity of 5.62 × 10
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Consolidating Surface Lattice via Facile Self‐Anchored Oxygen Layer Reconstruction Toward Superior Performance and High Safety Nickel‐Rich Oxide Cathodes

Haoyu Wang et al.Jan 10, 2025
Abstract Nickel‐rich oxide materials have been recognized as promising cathodes for state‐of‐art high energy lithium‐ion batteries; however, challenges remain in their commercialization due to chemical and structural degradation, poor thermal stability related to oxygen lattice destabilization. Herein, this work reports a straightforward approach to stabilizing the surface oxygen framework by inducing surface reconstruction via swift proton exchange and heat treatment in argon atmosphere. The robust surface structure with localized disordered phase domains effectively suppresses interfacial parasitic reactions in highly delithiated cathodes and reduces detrimental phase degradation. Enabled by the strongly anchored oxygen framework, the consolidated surface lattice also reinforces cathode thermal stability featured by higher decomposition temperature and reduced oxygen release under thermal stress. In comparison to the unmodified counterpart, the reconstructed nickel‐rich cathode demonstrates improved cycling stability and rate capability. This work reveals the critical role of regulating surface oxygen framework on the electrochemical performance and thermal behaviors, and explores the potential for feasible modification of nickel‐rich cathodes for advanced lithium‐ion batteries.