固体電解質および複合カソードの不均一拡散におけるリチウムイオンダイナミクスの回折利用オペランドナノスケール追跡

科学分野:

• 材料科学;電気化学;固体化学

背景:

• リチウムイオン（Li+）拡散は電池性能に不可欠であるが、主に液体電解質で研究されており、固体電解質（SSE）または全固体電池（ASSLB）では研究されていない。;SSEにおけるLi+ダイナミクスの理解は、ASSLB技術の進歩に不可欠である。

研究 の 目的:

• SSE内でのLi+拡散を研究するための回折の実行可能な方法としての確立。;複合カソードの構成要素であるLi3InCl6におけるLi+移動経路と速度論の調査。

主な方法:

• 格子変化とLi+の挿入/抽出を観察するためのオペランドシンクロトロンX線回折。;個々のSSE粒子内のナノスケールLi+分布と拡散をマッピングするためのX線ナノ回折（XND）。;拡散挙動と充電率の相関を調べるための電気化学技術との統合。

主要な成果:

• Li3InCl6の回折角シフトは、優先的なLi+移動経路と拡散速度論を示した。;XNDは不均一なLi+分布を明らかにし、高結晶性領域とSSE/カソード活性材料（CAM）界面の役割を強調した。;不可逆的なLi+拡散の原因は、全体的な深さではなく、高い過渡充電率であることが特定された。

結論:

• 回折は、ASSLBにおける複雑なLi+ダイナミクスを調査するための強力なツールである。;Li+拡散メカニズムに関する微視的な洞察は、より効率的で堅牢なASSLBの設計を導くことができる。