Li-stuffed garnet electrolytes: structure, ionic conductivity, chemical stability, interface, and applications.

Citation metadata

From: Canadian Journal of Chemistry(Vol. 100, Issue 5)
Publisher: NRC Research Press
Document Type: Report
Length: 6,339 words
Lexile Measure: 2000L

Document controls

Main content

Abstract :

Current lithium-ion batteries have been widely used in portable electronic devices, electric vehicles, and peak power demand. However, the organic liquid electrolytes used in the lithium-ion battery are flammable and not stable in contact with elemental lithium and at a higher voltage. To eliminate the safety and instability issues, solid-state (ceramic) electrolytes have attracted enormous interest worldwide, owing to their thermal and high voltage stability. Among all the solid-state electrolytes known today, the Li-stuffed garnet is one of the most promising electrolytes due to its physical and chemical properties such as high total Li-ion conductivity at room temperature, chemical stability with elemental lithium and high voltage lithium cathodes, and high electrochemical stability window (6 V vs. [Li.sup.+]/Li). In this short review, we provide an overview of Li-stuffed garnet electrolytes with a focus on their structure, ionic conductivity, transport mechanism, chemical stability, and battery applications. Key words: solid electrolytes, Li-rich garnets, ionic conductivity, chemical stability, interface, solid-state Li batteries. Les batteries au lithium-ion actuelles sont largement utilisées dans les appareils électroniques portables et les véhicules électriques ainsi que dans des applications à demande de puissance maximale. Cependant, les électrolytes liquides organiques utilisés dans les batteries au lithium-ion sont inflammables et ne sont pas stables au contact du lithium métal et à des tensions plus élevées. En vue d'éliminer les problèmes de sécurité et de in stabilité, les électrolytes solides (céramiques) ont suscité un intérêt énorme dans le monde entier, en raison de leur stabilité thermique et à haute tension. Parmi tous les électrolytes solides connus à ce jour, le grenat rempli de lithium est l'un des électrolytes les plus prometteurs en raison de ses propriétés physiques et chimiques, notamment la conductivité ionique du lithium total élevée à température ambiante, la stabilité chimique en présence de lithium métal et de cathodes au lithium à haute tension, ainsi que la fenêtre de stabilité électrochimique élevée (6 V vs [Li.sup.+]/Li). Dans ce bref article de synthèse, nous présentons un aperçu des électrolytes à base de grenat rempli de lithium, en nous intéressant à leur structure, à leur conductivité ionique, à leur mécanisme de transport, à leur stabilité chimique et à leurs applications aux batteries. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : électrolytes solides au lithium-ion, grenats riches en Li, conductivité ionique, stabilité chimique, interface, batteries à électrolyte solide au lithium.

Source Citation

Source Citation   

Gale Document Number: GALE|A703170973