Amorf LiSiON tynnfilmelektrolytt

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) regnes som den ideelle strømkilden for mikroelektroniske enheter. Imidlertid begrenser den relativt lave ioniske ledningsevnen til amorfe faststoffelektrolytt forbedringen av elektrokjemisk ytelse for TFLB. I dette arbeidet blir amorf litiumsilisiumoksynitrid (LiSiON) tynne filmer fremstilt ved magnetronsputtering som faststoffelektrolytt for TFLB. Med optimaliserte avsetningsforhold viser LiSiON-tynnfilmen en høy ionisk ledningsevne på 6,3×10-6 S∙cm-1 ved romtemperatur og et bredt spenningsvindu over 5 V, noe som gjør den til en passende tynnfilmelektrolytt for TFLB. En MoO3/LiSiON/Li TFLB er konstruert basert på LiSiON tynnfilmelektrolytt med stor spesifikk kapasitet (282 mAh∙g-1 ved 50 mA∙g-1), god hastighetskapasitet (50 mAh∙g -1 ved 800 mA∙g-1), og akseptabel sykluslevetid (78,1 % kapasitetsbevaring etter 200 sykluser), som demonstrerer gjennomførbarheten til denne elektrolytten for praktiske bruksområder.

Nøkkelord:liSiON; tynn film elektrolytt; all-solid-state litiumbatteri; tynnfilmsbatteri

Den raske utviklingen av mikroelektronikkindustrien, slik som mikroelektromekaniske systemer (MEMS), mikrosensorer, intelligente kort og implanterbare mikromedisinske enheter, fører til økende krav til integrert energilagring i mikrostørrelse^[1,2]. Blant de tilgjengelige batteriteknologiene regnes TFLB som den ideelle strømkilden for mikroelektroniske enheter på grunn av deres høye sikkerhet, lille størrelse, strøm-på-brikke-design, lange sykluslevetid og lave selvutladningshastighet. Som en av nøkkelkomponentene i TFLB, spiller solid-state tynnfilmelektrolytt en viktig rolle i å bestemme egenskapene til TFLB^[3]. Derfor er det alltid et viktig mål for utviklingen av TFLB å utvikle høyytelses solid-state tynnfilmelektrolytt. For tiden er den mest brukte elektrolytten i TFLB amorft litiumfosforoksynitrid (LiPON), som har moderat ionisk ledningsevne (2×10-6 S∙cm-1), lav elektronisk ledningsevne (~{{5} }} S∙cm-1), bredt spenningsvindu (~5,5 V), og god kontaktstabilitet med litium^[4,5]. Imidlertid er dens ioniske ledningsevne relativt lav, noe som hindrer den fremtidige utviklingen av høyeffekt TFLB for den kommende æraen av tingenes internett (IoT)^[6]. Dermed haster det med å utvikle nye tynnfilmelektrolytter med økt ioneledningsevne, samt stort spenningsvindu og god kontaktstabilitet med litium for neste generasjons TFLB.

Blant forskjellige uorganiske faststoff-elektrolyttmaterialer ble Li2O-SiO2 fast løsningssystemet og deres deuterogene faser identifisert som potensielle tynnfilmelektrolytter på grunn av deres raske tredimensjonale litiumledningskanaler^[7]. For eksempel, Chen, et al.^[8]rapporterte at Al-substituert Li4.4Al0.4Si0.6O4-0.3Li2O fast elektrolytt har en høy ionisk ledningsevne på 5,4×10-3 S∙cm{{12} } ved 200 grader. Adnan, et al.^[9] funnet at Li4Sn0.02Si0.98O4-forbindelse har en maksimal konduktivitetsverdi på 3,07×10-5 S∙cm-1 ved omgivelsestemperatur. Imidlertid fokuserte tidligere arbeider på Li2O-SiO2 elektrolyttsystemer stort sett på pulvermaterialer med høy krystallinitet, mens svært begrenset arbeid ble rapportert på deres amorfe tynnfilm-motstykker for TFLB. Siden TFLB typisk er konstruert ved å avsette tynne filmer av katode, elektrolytt og anode lag for lag, må elektrolyttfilmen forberedes ved relativt lav temperatur for å unngå ugunstige interaksjoner mellom katoden og elektrolytten, som resulterer i sprekk og kortslutning av TFLB^[1,2]. Derfor er det viktig for TFLB å utvikle Li2O-SiO2-elektrolytt med amorf egenskap forberedt ved lav temperatur. Selv om nyere arbeid^[6] viser at en høy litiumionisk ledningsevne på 2,06×10-5 S∙cm-1 kan oppnås med amorf Li-Si-PON tynnfilm, dens kontaktstabilitet med elektrodene og elektrokjemisk stabilitet i TFLB har ennå ikke bli undersøkt. Derfor er det kritisk viktig å utvikle høyytelses Li2O-SiO2-basert tynnfilmelektrolytt og demonstrere dens faktiske anvendelse i TFLB.

I dette arbeidet ble amorf litiumsilisiumoksynitrid (LiSiON) tynnfilm fremstilt ved radiofrekvens (RF) magnetronforstøvning ved romtemperatur og undersøkt som faststoffelektrolytt for TFLB. Sputterkraften og strømmen av N2/Ar arbeidsgass ble optimalisert for å oppnå den beste avsetningstilstanden for den tynne LiSiON-filmen. Dessuten, for å demonstrere anvendeligheten til den optimaliserte LiSiON-elektrolytten for TFLB, ble en MoO3/LiSiON/Li fullcelle konstruert og dens elektrokjemiske ytelse ble systematisk undersøkt.

1 Eksperimentell

1.1 Klargjøring av LiSiON-tynne filmer

LiSiON-tynne filmer ble fremstilt ved RF-magnetronsputtering (Kurt J. Lesker) ved bruk av et Li2SiO3-mål (76,2 mm i diameter) ved romtemperatur i 12 timer. Før deponering ble trykket i kammeret redusert til mindre enn 1×10-5 Pa. Avstanden fra mål til substrat var 10 cm. Prøvene som er avsatt under RF-effekt på 80, 100 og 120 W ved strømningen på 90 sccm N2 er merket som prøve LiSiON-80N9, LiSiON-100N9 og LiSiON-120N9, hhv. Og prøvene avsatt under RF-effekt på 100 W ved strømningen av 90 sccm N2 og 10 sccm Ar, 90 sccm N2 og 50 sccm Ar, 50 sccm N2 og 50 sccm Ar er merket som prøve LiSiON- 100N9A1, LiSiON -100henholdsvis N9A5 og LiSiON-100N5A5.

1.2 Klargjøring av MoO3/LiSiON/Li TFLB

MoO3-film ble fremstilt ved likestrøm (DC) reaktiv magnetronforstøvning (Kurt J. Lesker) ved bruk av et Mo-mål av rent metall (76,2 mm i diameter) i henhold til vår forrige rapport^[10]. Avstanden fra mål til substrat var 10 cm, og DC-forstøvningseffekten var 60 W. Avsetningen ble utført ved substrattemperaturen på 100 grader i 4 timer ved strømningen av 40 sccm Ar og 10 sccm O2, ved en in-situ gløding behandling ved 450 grader i 1 time. LiSiON-100N9A1 ble deretter avsatt på MoO3-filmen som elektrolytt. Deretter ble en metallisk litiumfilm med en tykkelse på ca. 2 μm avsatt på LiSiON-filmen ved vakuumtermisk fordampning (Kurt J. Lesker). Det siste fabrikasjonstrinnet involverte avsetning av Cu-strømkollektor og innkapslingsprosessen.

1.3 Materialkarakterisering

Krystallstrukturene til prøvene ble karakterisert ved røntgendiffraksjon (XRD, Bruker D8 Advance). Morfologiene og mikrostrukturene til prøvene ble karakterisert ved feltemisjonsskannende elektronmikroskop (FESEM, FEI Quanta 250F) utstyrt med energidispersiv røntgenspektroskopi (EDS). Elementsammensetningene til prøvene ble analysert ved induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS, Agilent 7700X). Den kjemiske sammensetningen og bindingsinformasjonen til prøvene ble målt ved røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS, Escalab 250XI, Thermo Scientific).

1.4 Elektrokjemiske målinger

Ioneledningsevnen til LiSiON-tynnfilmelektrolytten ble målt ved å bruke en sandwichstruktur av Pt/LiSiON/Pt. Den elektrokjemiske impedansspektroskopi (EIS) (fra 1000 kHz til 0,1 Hz med potensiell amplitude på 5 mV) og syklisk voltammetri (CV) målinger av prøvene ble utført på Biologic VMP3 elektrokjemisk arbeidsstasjon. Galvanostatisk ladning/utladning (GCD) måling av MoO3/LiSiON/Li TFLB ble utført ved bruk av et Neware BTS4000 batterisystem i en argonfylt hanskeboks ved romtemperatur. En Sartorius analytisk balanse (CPA225D, med oppløsning på 10 ug) ble brukt for å bestemme elektrodemassebelastningen, og massebelastningen til MoO3-filmen er omtrent 0,4 mg∙cm-2.

2 Resultater og diskusjon

Som vist i det optiske bildet satt inn i fig. 1(a), ble et Li2SiO3-mål brukt for å fremstille LiSiON-tynnfilm. XRD-resultatet i fig. 1(a) avslører at målet er sammensatt av hoved-Li2SiO3 (JCPDS 83-1517)-fasen og mindre SiO2-fase. ICP-MS-måling indikerer at atomforholdet til Li : Si er omtrent 1,79 : 1 i målet. Transparent amorf tynn film ble oppnådd for den typiske prøven LiSiON-100N9A1 etter sputtering av målet (fig. 1(b)). Tykkelsen på den typiske prøven LiSiON-100N9A1 målt fra tverrsnittet av FESEM-bildet i fig. 1(c) er omtrent 1,2 μm, noe som indikerer en veksthastighet på omtrent 100 nm∙h-1 under denne betingelse. Som vist i FESEM-bildet ovenfra i Fig. 1(d), er overflaten av den tynne LiSiON-filmen veldig glatt og tett uten sprekker eller pinholes, noe som gjør den til en passende solid elektrolytt for TFLB for å unngå snarveis- og sikkerhetsproblemer.

Fig. 1 (a) XRD-mønster og optisk bilde av Li2SiO3-målet; (b) XRD-mønster og optisk bilde av typisk prøve LiSiON- 100N9A1; (c) Tverrsnitt og (d) FESEM-bilder fra oven av den typiske prøven LiSiON-100N9A1

XPS-analyse ble utført for å undersøke den kjemiske sammensetningen og bindingsinformasjonen til Li2SiO3-målet og typisk prøve LiSiON-100N9A1. XPS-undersøkelsens skanningsspektra i fig. 2(a) avslører tilstedeværelsen av Li-, Si- og O-elementer i Li2SiO3-målet og introduksjonen av N-element i LiSiON-tynnfilmen. Atomforholdet til N : Si i LiSiON tynnfilm er omtrent 0.33 : 1 i henhold til XPS-resultatet. Ved å kombinere med det tilsvarende atomforholdet (1,51 : 1) oppnådd ved ICP-MS-målingen, er støkiometrien til den typiske prøven LiSiON-100N9A1 bestemt til å være Li1.51SiO2.26N0.33. Sammenlignet med den enkle Si-Si (103,2 eV)-toppen i Si2p-kjernenivå XPS-spekteret til Li2SiO3-målet (fig. 2(b)), kan ytterligere Si-N (101,6 eV)-topp observeres fra den tynne LiSiON-filmen , noe som antyder forekomsten av nitridering i LiSiON^[11,12]. O1s kjernenivå XPS-spekteret til Li2SiO3-målet i fig. 2(c) viser to bindingsmiljøer: 531,5 eV stammet fra SiOx og 528,8 eV tildelt Li2O. Etter avsetning kan ytterligere komponent som dukket opp ved 530,2 eV observeres med LiSiON tynnfilm, som kan tilordnes ikke-brodannende oksygen (på) i silikat^[13,14]. N1s kjernenivå XPS-spekteret av LiSiON-tynnfilm i figur 2(d) kan dekonvolusjoneres til tre topper, inkludert 398,2 eV for Si-N-binding, 396,4 eV for Li3N og 403,8 eV for nitrittart NO{{11} }, som ytterligere bekrefter inkorporeringen av N i LiSiON-nettverket^[14,15,16]. Som skjematisk illustrert i fig. 2(e), kan inkorporering av N i LiSiON-nettverket danne mer tverrbundet struktur, noe som er fordelaktig for rask litiumioneledning^[6,17].

Fig. 2 (a) Survey-scan, (b) Si2p-kjernenivå, (c) O1s-kjernenivå og (d) N1s-kjernenivå-XPS-spektra for Li2SiO3-mål og typisk prøve LiSiON-100N9A1; (e) Skjematisk illustrasjon av den partielle strukturendringen fra Li2SiO3 til LiSiON med inkorporering av N

For å optimalisere den ioniske ledningsevnen og den elektrokjemiske stabiliteten til LiSiON-tynne filmer, ble forskjellige LiSiON-tynne filmer avsatt ved forskjellige sputtereffekter, og arbeidsgassstrømmer sammenlignet med hensyn til deres ioniske konduktiviteter og spenningsvinduer. Romtemperatur Nyquist-plottene av LiSiON-tynne filmer er avbildet i fig. 3(a), og den tilsvarende Pt/LiSiON/Pt-sandwichstrukturen og ekvivalent krets er vist i fig. 3(b). Som observert viser Nyquist-plottene en enkelt halvsirkel og dielektrisk kapasitanshale, som er karakteristisk for tynnfilmledende dielektrikum med bulk-relaksasjonsprosess klemt mellom blokkerende kontakter^[17]. Ioneledningsevnene (σi) til LiSiON-tynne filmer kan beregnes ved å bruke Eq. (1).

σi=d/(RA)

Fig. 3 (a) Elektrokjemisk impedansspektroskopi (EIS) spektra av LiSiON-tynne filmer avsatt under forskjellige forhold; (b) Skjematisk illustrasjon av Pt/LiSiON/Pt-sandwichstrukturen og den tilsvarende ekvivalente kretsen; (c) CV-kurver for LiSiON-tynne filmer avsatt under forskjellige forhold; (d) Kronoampometrisk kurve for prøven LiSiON-100N9A1

hvor d er filmtykkelsen, A er det effektive området (ca. 1 cm2), og R er filmmotstanden beregnet fra det målte Nyquist-plottet. De beregnede ioniske ledningsevnene for disse LiSiON-tynne filmene er sammenlignet i tabell 1. Som observert øker den ioniske ledningsevnen til LiSiON-tynnefilmen avsatt ved en konstant strøm på 90 sccm N2 med økende sputtereffekt fra 80 W til 100 W, og avtar deretter når sputtereffekten økes ytterligere til 120 W, noe som ligner på tidligere rapport om LiPON-elektrolytt^[18]. En åpenbar økning i de ioniske ledningsevnene kan observeres når N2-forholdet i arbeidsgassen under en konstant sputtereffekt på 100 W fremmes, noe som kan tilskrives den økte mengden inkorporert nitrogen i LiSiON med mer gunstig miljø for litiumion bevegelse^{[5, 18]}. Det er bemerkelsesverdig at prøvene LiSiON- 100N9 og LiSiON-100N9A1 viser de høyeste ioniske ledningsevnene på henholdsvis 7,1×10-6 og 6,3×10-6 S∙cm-1 , som åpenbart er høyere enn den velkjente LiPON (~2×10-6 S∙cm-1), tidligere rapporterte 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]elektrolyttfilmer, som avslører at den amorfe LiSiON-tynne filmen er en konkurransekandidat som elektrolytt for TFLB. Den høye ioneledningsevnen til den tynne LiSiON-filmen kan tilskrives inkorporeringen av N i den tynne filmen og dannelsen av Si-N-bindinger i stedet for Si-O-bindinger, noe som fører til et mer retikulert anionisk nettverk for den enkle litiumionmobiliteten^{[17, 24]}. De elektrokjemisk stabile spenningsvinduene til LiSiON-tynne filmer ble evaluert ved CV-måling ved en skannehastighet på 5 mV∙s-1 med spenning opp til 5,5 V. Det bør påpekes at innvirkningen av avsetningstilstanden på spenningen vinduet til LiSiON-filmer varierer, noe som ikke kan forklares med en klar mekanisme for øyeblikket siden det ikke er noen relevante undersøkelser i tidligere rapporter om tynnfilmelektrolytt^[18,24-25]. Ikke desto mindre, sammenlignet i fig. 3(c) og tabell 1, viser prøven LiSiON-100N9A1 og LiSiON- 100N5A5 de bredeste spenningsvinduene på ~5.0 og ~5.2 V henholdsvis som er nær LiPON-elektrolytt. Derfor, tatt i betraktning både ionisk ledningsevne og spenningsvinduet, ble prøven LiSiON- 100N9A1 valgt for videre undersøkelse og fremstilling av fullcelle. For å utforske litiumionoverføringstallet (τi) og den elektroniske ledningsevnen (σe) til prøven LiSiON-100N9A1, ble krono-amperometri videre utført ved en konstant spenning på 10 mV (fig. 3(d)). τi kan beregnes ved lign. (2).

τi=(Ib-Ie)/Ib

hvor Ib er den initiale polarisasjonsstrømmen, og Ie er steady state-strømmen^[18]. τi ble beregnet til å være 0.998, som er nær 1, noe som indikerer at litiumioneledning er absolutt dominerende i elektrolytten. τi bestemmes av en blandet effekt av ledning av ioner og elektroner^[24], som kan uttrykkes ved lign. (3).

τi=σi/(σi+σe)

Dermed er σe til prøven LiSiON-100N9A1 beregnet til å være 1,26×10-8 S∙cm-1, som er ubetydelig sammenlignet med ioneledningsevnen.

Tabell 1 Sammenligning av litiumionledningsevne og spenningsvinduer for LiSiON-tynne filmer avsatt under forskjellige forhold

For å verifisere gjennomførbarheten av den optimaliserte prøven LiSiON{{0}}N9A1 for TFLB-applikasjon, ble MoO3/LiSiON/Li TFLB fremstilt videre. Tverrsnittet av FESEM-bildet og tilsvarende EDS-kartleggingsbilder av MoO3/LiSiON/Li TFLB er vist i fig. 4(a). Som observert er MoO3-katoden (omtrent 1,1 μm i tykkelse) og Li-anoden godt atskilt av LiSiON-elektrolytten, og LiSiON-elektrolytten har tette kontaktgrensesnitt med både katoden og anoden. Fig. 4(b) viser den typiske CV-kurven til TFLB ved en skannehastighet på 0,1 mV∙s-1 mellom 1.5-3.5 V, som viser et par veldefinerte redokstopper på rundt 2,25 og 2,65 V, tilsvarende litiumioninnsetting i og utvinning fra MoO3^[10]. Fig. 4(c) viser de første 3 galvanostatiske ladnings-/utladningskurvene til TFLB ved en strømtetthet på 50 mA∙g-1 (20 μA∙cm-2, basert på massen til MoO3-filmen ). Som observert leverer TFLB den første lade-/utladingskapasiteten på 145/297 mAh∙g-1 (58/118,8 μAh∙cm-2). Etter den andre syklusen ble jevn sykkelatferd med høy reversibel spesifikk kapasitet på 282 mAh∙g-1 oppnådd av TFLB. Hastighetsytelsen til TFLB ved forskjellige strømtettheter er vist i fig. 4(d). Det irreversible kapasitetstapet til TFLB i innledende flere sykluser ved lav strømtetthet kan tilskrives irreversibel faseovergang i MoO3 avledet av litiuminnsetting^[26]. Stabile utladningskapasiteter på ca. 219, 173, 107 og 50 mAh∙g-1 er observert ved henholdsvis 100, 200, 400 og 800 mA∙g-1, noe som viser god hastighetsevne. For å evaluere den elektrokjemiske stabiliteten til TFLB, ble syklusytelsen videre utført ved en strømtetthet på 200 mA∙g-1 (fig. 4(e)). TFLB kan beholde 78,1 % av sin opprinnelige utladningskapasitet etter 200 sykluser, og Coulombic-effektiviteten er nær 100 % for hver syklus, noe som avslører akseptabel elektrokjemisk stabilitet til LiSiON-elektrolytten. EIS-målinger ble videre utført ved åpen kretsspenning for å undersøke elektrolytt/elektrode-grensesnittet i TFLB ved forskjellige syklusnummer, og de tilsvarende Nyquist-plottene med ekvivalent krets er avbildet i fig. 4(f). Som observert viser MoO3/LiSiON/Li TFLB lignende EIS-spektrum som består av to halvsirkler i høyfrekvensområdet i fersk tilstand som MoO3/LiPON/Li TFLB i vårt tidligere arbeid^[10], noe som indikerer at Li/LiSiON-grensesnittmotstanden er ubetydelig sammenlignet med LiSiON/MoO3-grensesnittet^[20]. Den første lille halvsirkelen i Nyquist-plottene tilskrives den ioniske ledningen av Li+-ioner i LiSiON-elektrolytt, mens den andre store halvsirkelen tilsvarer ladningsoverføringsprosessen ved LiSiON/MoO3-grensesnittet^[27,28]. Det bemerkes at den første lille halvsirkelen sjelden endres i løpet av syklusene, noe som indikerer den relativt gode sykliske stabiliteten til LiSiON-elektrolytten. Imidlertid utvider den andre halvsirkelen seg gradvis etter hvert som syklusnummeret utvikler seg, og avslører den økte LiSiON/MoO3-grensesnittmotstanden under sykling, noe som kan være hovedårsaken til kapasitetsfadingen til TFLB^[29]. Det er verdt å nevne at dette arbeidet vellykket tar i bruk LiSiON-elektrolytten for å konstruere TFLB og demonstrerer den gode grensesnittkontakten til LiSiON med både MoO3-katoden og litiumanoden for første gang. Dessuten viser den store spesifikke kapasiteten, gode hastighetsevnen og akseptable syklusytelsen til MoO3/LiSiON/Li TFLB at LiSiON tynnfilmen er godt anvendelig som elektrolytt for TFLB.

Fig. 4 (a) Tverrsnitt FESEM-bilde og tilsvarende EDS-kartleggingsbilder av MoO3/LiSiON/Li TFLB; (b) Typisk CV-kurve, (c) innledende tre ladnings-/utladningskurver, (d) hastighetsytelse, (e) syklusytelse, og (f) EIS-spektra ved forskjellige syklusnummer av MoO3/LiSiON/Li TFLB med prøve LiSiON -100N9A1 som elektrolytt

3 Konklusjoner

Oppsummert ble amorf LiSiON tynnfilmelektrolytt med suksess fremstilt ved RF-magnetronsputtering ved bruk av Li2SiO3-mål med N2/Ar-gassstrøm. Den optimaliserte LiSiON-tynne filmen avsatt under RF-effekt på 100 W ved strømmen av 90 sccm N2 og 10 sccm Ar har jevn overflate, tett struktur, høy ioneledningsevne (6,3×10-6 S∙cm-1) , og bredt spenningsvindu (5 V), noe som gjør det til et lovende elektrolyttmateriale for TFLB. Enda viktigere, ved å bruke LiSiON-elektrolytten, ble en MoO3/LiSiON/Li TFLB demonstrert for første gang med høy spesifikk kapasitet (282 mAh∙g-1 ved 50 mA∙g-1), bra hastighetsytelse (50 mAh∙g-1 ved 800 mA∙g-1), og akseptabel syklusstabilitet (78,1 % kapasitetsbevaring etter 200 sykluser). Dette arbeidet forventes å gi nye muligheter for å utvikle høyytelses TFLB ved å bruke Li2O-SiO2-basert tynnfilmelektrolytt.

Referanser

[1] MOITZHEIM S, PUT B, VEREECKEN P M. Fremskritt innen 3D tynnfilm Li-ion-batterier. Advanced Materials Interfaces, 2019,6(15):1900805.
[2] XIA Q, ZHANG Q, SUN S, et al. Tunnelsammenvekst LixMnO2 nanoark-arrayer som 3D-katode for høyytelses all-solid-state tynnfilm litiummikrobatterier. Advanced Materials, 2021,33(5):2003524.
[3] DENG Y, EAMES C, FLEUTOT B, et al. Forbedring av litiumioneledningsevnen i litium superionisk leder (LISICON) faste elektrolytter gjennom en blandet polyanioneffekt. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(8):7050-7058.
[4] BATES JB, DUDNEY NJ, GRUZALSKI GR, et al. Fremstilling og karakterisering av amorfe litiumelektrolytt-tynne filmer og oppladbare tynnfilmsbatterier. Journal of Power Sources, 1993,43(1/2/3):103-110.
[5] BATES J. Elektriske egenskaper til tynne filmer av amorfe litiumelektrolytt. Solid State Ionics, 1992,53(56):647-654.
[6] FAMPRIKIS T, GALIPAUD J, CLEMENS O, et al. Sammensetningsavhengighet av ionisk ledningsevne i LiSiPO(N) tynnfilmelektrolytter for solid-state batterier. ACS Applied Energy Materials, 2019,2(7):4782-4791.
[7] DENG Y, EAMES C, CHOTARD JN, et al. Strukturell og mekanistisk innsikt i rask litiumionledning i Li4SiO4- Li3PO4 faste elektrolytter. Journal of the American Chemical Society, 2015,137(28):9136-9145.
[8] CHEN R, SONG X. Ioneledningsevnen til 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 av Sn-substitusjon på egenskapene til Li4SiO4 keramisk elektrolytt. Solid State Ionics, 2014,262:559-562.
[10] SUN S, XIA Q, LIU J, et al. Selvstående oksygenmangel -MoO3-x nanoflake-arrayer som 3D-katode for avanserte hel-solid-state tynnfilm litiumbatterier. Journal of Materiomics, 2019,5(2):229-236.
[11] DING W, LU W, DENG X, et al. En XPS-studie på strukturen til SiNx-film avsatt ved mikrobølge-ECR-magnetronsputtering. Acta Physica Sinica, 2009,58(6):4109-4116.
[12] KIM H, KIM Y. Delvis nitridering av Li4SiO4 og ionisk ledningsevne av Li4. 1SiO3. 9N0. 1Ceramics International, 2018,44(8):9058-9062.
[13] MARIKO M, HIDEMASA K, TOMOYUKI O, et al. Analyse av SiO-anoder for litium-ion-batterier. Journal of The Electrochemical Society, 2005,152(10):A2089.
[14] FINGERLE M, BUCHHEIT R, SICOLO S, et al. Reaksjons- og romladningslagdannelse ved LiCoO2-LiPON-grensesnittet: innsikt i defektdannelse og ioneenerginivåjustering ved hjelp av en kombinert overflatevitenskapelig simuleringstilnærming. Chemisty Materials, 2017,29(18):7675-7685.
[15] WEST W, HOOD Z, ADHIKARI S, et al. Reduksjon av ladningsoverføringsmotstand ved det faste elektrolytt-elektrode-grensesnittet ved pulsert laseravsetning av filmer fra en krystallinsk Li2PO2N-kilde. Journal of Power Sources, 2016,312:116-122.
[16] SICOLO S, FINGERLE M, HAUSBRAND R, et al. Grenseflateustabilitet av amorf LiPON mot litium: en kombinert tetthetsfunksjonsteori og spektroskopisk studie. Journal of Power Sources, 2017,354:124-133.
[17] WU F, LIU Y, CHEN R, et al. Forberedelse og ytelse av ny Li-Ti-Si-PON tynnfilmelektrolytt for tynnfilmslitiumbatterier. Journal of Power Sources, 2009,189(1):467-470.
[18] PUT B, VEREECKEN M, MEERSCHAUT J, et al. Elektrisk karakterisering av ultratynne RF-sprutede LiPON-lag for 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-filmer avsatt ved en Sol-Gel-metode. Solid State Ionics, 2016,285:13-18.
[20] SONG S, LEE K, PARK H. Høyytelses fleksible all-solid-state mikrobatterier basert på solid elektrolytt av litiumboroksynitrid. Journal of Power Sources, 2016,328:311-317.
[21] OHTSUKA H, OKADA S, YAMAKI J. Solid state batteri med Li2O-V2O5-SiO2 solid elektrolytt tynn film. Solid State Ionics, 1990,40-41:964-966.
[22] Kalita D, Lee S, Lee K, et al. Ionekonduktivitetsegenskaper til amorf Li-La-Zr-O fast elektrolytt for tynnfilmsbatterier. Solid State Ionics, 2012,229:14-19.
[23] SAKURAI Y, SAKUDA A, HAYASHI A, et al. Klargjøring av amorfe Li4SiO4-Li3PO4 tynne filmer ved pulserende laseravsetning for hel-solid-state litium sekundærbatterier. Solid State Ionics, 2011,182:59-63.
[24] TAN G, WU F, LI L, et al. Magnetronforstøvningspreparering av nitrogeninnarbeidede litium-aluminium-titan-fosfatbaserte tynnfilmelektrolytter for hel-solid-state litiumion-batterier. The Journal of Physical Chemistry C, 2012,116(5):3817-3826.
[25] YU X, BATES JB, JELLISON G, et al. En stabil tynnfilm litiumelektrolytt: litiumfosforoksynitrid. Journal of The Electrochemical Society, 1997,144(2):524.
[26] KIM H, COOK J, LIN H, et al. Oksygen ledige stillinger forbedrer pseudokapasitive ladningslagringsegenskaper til MoO3-x. Nature Materials, 2017,16:454-460.
[27] SONG H, WANG S, SONG X, et al. Solcelledrevne hel-solid-state litium-luft-batterier som fungerer ved ekstremt lave temperaturer. Energy & Environmental Science, 2020,13(4):1205-1211.
[28] WANG Z, LEE J, XIN H, et al. Effekter av katodeelektrolytt-grensesnitt (CEI)-lag på langsiktig sykling av hel-solid-state tynnfilm-batterier. Journal of Power Sources, 2016,324:342-348.
[29] QIAO Y, DENG H, HE P, et al. En 500 Wh/kg litium-metallcelle basert på anionisk redoks. Joule, 2020,4(6):1311-1323.