NMR माप के माध्यम से सभी ठोस-राज्य बैटरियों में एक इंटरफेस कोटिंग पर Li-ion प्रसार का मात्रात्मककरण

ठोस-राज्य बैटरियों के विकास के लिए एक प्रमुख चुनौती यह है कि (इलेक्ट्रो)रासायनिक और यांत्रिक स्थिरता के साथ Li-ion परिवहन को सुगम बनाने के लिए इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस को डिजाइन किया जाए। हालाँकि, ठोस-इलेक्ट्रोलाइट/इलेक्ट्रोड इंटरफेस क्षेत्र को अधिकतम किया जाना चाहिए ताकि एक ओर उच्च विद्युत धारा के परिवहन को सुगम बनाया जा सके, दूसरी ओर, इस क्षेत्र को न्यूनतम भी किया जाना चाहिए ताकि पार्श्व इंटरफेस प्रतिक्रियाओं को कम किया जा सके और समग्र सेल स्थिरता को बढ़ावा मिल सके। इन पहलुओं में सुधार करने के लिए, हम एक इंटरफेस इनऑर्गेनिक कोटिंग के उपयोग की रिपोर्ट करते हैं और अनाज सीमाओं के पार स्थानीय Li-ion परिवहन पर इसके प्रभाव का अध्ययन करते हैं। एक्सचेंज-NMR माप के माध्यम से, हम S-आधारित सकारात्मक इलेक्ट्रोड और एक इनऑर्गेनिक ठोस-इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफेस पर उपस्थित विभिन्न चरणों के बीच संतुलन को मात्रात्मक करते हैं। हम LiI कोटिंग के सभी ठोस-राज्य सेल के प्रदर्शन पर लाभकारी प्रभाव को भी प्रदर्शित करते हैं, जो कुशल सल्फर सक्रियण और ठोस-इलेक्ट्रोलाइट अपघटन की रोकथाम की ओर ले जाती है। अंततः, हम LiI-कोटेड Li2S-आधारित कैथोड, Li-In मिश्र धातु एनोड और Li6PS5Cl ठोस इलेक्ट्रोलाइट से निर्मित पूर्ण प्रयोगशाला पैमाने के सेल के लिए 0.264 mA cm-2 पर लगभग 600 mAh g-1 की स्थिर क्षमता के साथ 200 चक्रों की रिपोर्ट करते हैं।