Lithium migration pathways at the composite interface of LiBH4 and two-dimensional MoS2 enabling superior ionic conductivity at room temperature

文献情報

出版日 2020-01-27
DOI 10.1039/C9CP06090A
インパクトファクター 3.676
著者

Zhixiang Liu, Mengyuan Xiang, Yao Zhang, Huaiyu Shao, Yunfeng Zhu, Xinli Guo, Liquan Li, Hui Wang, Wanqiang Liu


原文を見る

要旨

LiBH4 is one of the most promising solid electrolyte materials for use in solid-state batteries because its hexagonal phase above 110 °C offers Li-ion conductivity of almost 10−3 S cm−1. However, near room temperature, its orthorhombic phase delivers Li-ion conductivity of only 10−8 S cm−1, which considerably hampers its further applications. In the present study, a highly disordered interface between LiBH4 and two-dimensional MoS2 in the composite material was formed, yielding ionic conductivity of 10−4 S cm−1 at room temperature. LiBH4 and MoS2 are found to be in close contact without the formation of any intermediate phase at the interface. First-principles calculations employing density functional theory (DFT) and the nudged elastic band (NEB) method reveal that the migration energy barrier on three specific pathways could be established via microstructure analyses. It was found that the interface between the two phases yields the lowest Li-ion diffusion barrier among all the possible Li-ion pathways; further, the superior conductivity of the composite could be attributed to the interface with high Li-ion conductivity. This study proposes a new strategy for designing solid electrolytes and provides certain possibilities for two-dimensional materials to serve as superior solid electrolytes.

関連文献

Multi-scale reactive extrusion modelling approaches to design polymer synthesis, modification and mechanical recycling

Kyann De Smit, Yoshi W. Marien, Paul H. M. Van Steenberge, Mariya Edeleva

2022-01-11 Review Article

DOI: 10.1039/D1RE00556A

An intensified chlorination process of 4-nitroaniline in a liquid–liquid microflow system

Zhou Lan, Yangcheng Lu

2021-10-14 Communication

DOI: 10.1039/D1RE00379H

Tuning the selectivity of CO2 hydrogenation using ceramic hollow fiber catalytic modules

Prachiti R. Bedadur, Arun Torris

2021-06-09 Paper

DOI: 10.1039/D1RE00076D

Selective separation of amines from continuous processes using automated pH controlled extraction

Luke A. Power, Adam D. Clayton, William R. Reynolds, David R. J. Hose, Caroline Ainsworth, Thomas W. Chamberlain, Bao N. Nguyen, Richard A. Bourne, Nikil Kapur, A. John Blacker

2021-08-25 Communication

DOI: 10.1039/D1RE00205H

Back cover

2021-10-26 Cover

DOI: 10.1039/D1RE90045E

Conducting polymer-coated thermally expandable microspheres

H. E. Cingil, J. A. Balmer, S. P. Armes, P. S. Bain

2010-06-04 Paper

DOI: 10.1039/C0PY00108B

3D printed nickel catalytic static mixers made by corrosive chemical treatment for use in continuous flow hydrogenation

Milan Kundra, Yutong Zhu, Xuan Nguyen, Darren Fraser, Christian H. Hornung, John Tsanaktsidis

2021-11-15 Paper

DOI: 10.1039/D1RE00456E

Development of a high intensity parallel photoreactor for high throughput screening

Ning Qi, Michael K. Wismer, Donald V. Conway, Shane W. Krska, Spencer D. Dreher, Shishi Lin

2021-11-17 Paper

DOI: 10.1039/D1RE00317H

Front cover

2022-02-01 Cover

DOI: 10.1039/D2RE90004A

Development of a continuous-flow system with immobilized biocatalysts towards sustainable bioprocessing

Apisit Naramittanakul, Supacha Buttranon, Atitsa Petchsuk, Pimchai Chaiyen

2021-07-13 Minireview

DOI: 10.1039/D1RE00189B

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2,3-スチオエポキシマドルを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いにはPPE(プロテクティブ・パーソナル・エイド)が必要で、防ぐ手袋と保護眼鏡を着用してください。ドラフトチャンバーの使用を推奨します。漏洩した場合は、適...

4267-80-52,3-Thioepoxy Madol
化合物よくある質問

6-氟-2-氨基苯酚の主な用途は何ですか?

6-氟-2-氨基苯酚は主に医薬品の合成材料として使用され、一部の農薬の製造にも利用されます。また、研究用途でも広く使用されています。

53981-25-22-Amino-6-fluorophen...
化合物よくある質問

BOC-S-3-アミニ-4-(4-メチオキシベンチル)-ブタン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品としては、BOC保護基を有さないアミノ酸やその他の保護基化合物が考えられます。また、メチオキシ基を有しない他の芳香族アミノ酸も代替品として挙げ...

126800-59-7(3S)-4-(4-Methoxyphe...
化合物よくある質問

Methyl 2-(chloromethyl)-3-nitrobenzoate(1218910-61-2)の代替品はありますか?

Methyl 2-(chloromethyl)-3-nitrobenzoate(1218910-61-2)の代替品としては、化学組成を変えることで効果を達成する...

1218910-61-2Methyl 2-(chlorometh...
化合物よくある質問

(2R)-2-アミノ-N-ベンジル-3-ヒドロキシプロパナミドを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

(2R)-2-アミノ-N-ベンジル-3-ヒドロキシプロパナミドを含む廃棄物は、適切な廃棄物管理ガイドラインに基づき処理する必要があります。まず、廃棄物を適切に収...

175481-39-7(2R)-2-amino-N-benzy...
化合物よくある質問

6,7-二氢-咪唑並[1,2-a]ピリドイン-8(5h)-酮はどのように合成されますか?

6,7-二氢-咪唑並[1,2-a]ピリドイン-8(5h)-酮は、2-ブロモフェニルアセトインとリン酸ハロゲン化物を反応させることで合成できます。この反応は高温で...

457949-09-66,7-Dihydroimidazo[1...
化合物よくある質問

エチル(3R)-3-ピロリジニル酢酸水和塩とは何ですか?

エチル(3R)-3-ピロリジニル酢酸水和塩は、CAS番号1332459-32-1の化合物で、(R)-乙基2-(ピロリジン-3-基)酢酸塩水和塩と呼ばれます。この...

1332459-32-1Ethyl (3R)-3-pyrroli...
化合物よくある質問

(2S)-{[(2-メチルエチルオキシ]カルボニル}アミノ)[2-(トリアフルオロメチルフェニル]エチカシック酸の物理化学的性質は何ですか?

(2S)-{[(2-メチルエチルオキシ]カルボニル}アミノ)[2-(トリアフルオロメチルフェニル]エチカシック酸のCAS番号は1203454-45-8です。この...

1203454-45-8(2S)-({[(2-Methyl-2-...
化合物よくある質問

2-ブロモ-1-(2-メチル-2-プロパニル)-4-ニトロベンゼンはどのように保存すればよいですか?

2-ブロモ-1-(2-メチル-2-プロパニル)-4-ニトロベンゼンは、直射日光を避けて暗所で、室温(約15℃〜25℃)、乾燥した場所に保存する必要があります。ま...

6310-17-42-Bromo-1-(2-methyl-...
化合物よくある質問

1-[(4-硝基フェニル)スルホニル]-1H-1,2,4-三唑の市場動向や研究トレンドはどうですか?

市場動向としては、1-[(4-硝基フェニル)スルホニル]-1H-1,2,4-三唑は主に農業用除草剤や合成化学製品の原料として利用されています。研究トレンドとして...

57777-84-11-[(4-Nitrophenyl)su...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。