Amorf LiSiON tunnfilmselektrolyt

Författare: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 tunnfilmslitiumbatteri (TFLB) anses vara den idealiska strömkällan för mikroelektroniska enheter. Emellertid begränsar den relativt låga jonkonduktiviteten hos amorfa fasta elektrolyt förbättringen av elektrokemisk prestanda för TFLB. I detta arbete framställs amorf litiumkiseloxinitrid (LiSiON) tunna filmer genom magnetronförstoftning som fasta elektrolyt för TFLB. Med optimerade avsättningsförhållanden uppvisar den tunna LiSiON-filmen en hög jonledningsförmåga på 6,3×10-6 S∙cm-1 vid rumstemperatur och ett brett spänningsfönster över 5 V, vilket gör den till en lämplig tunnfilmselektrolyt för TFLB. En MoO3/LiSiON/Li TFLB är konstruerad baserat på LiSiON tunnfilmselektrolyt med stor specifik kapacitet (282 mAh∙g-1 vid 50 mA∙g-1), bra hastighetskapacitet (50 mAh∙g) -1 vid 800 mA∙g-1) och acceptabel livslängd (78,1 % kapacitetsretention efter 200 cykler), vilket visar att denna elektrolyt är genomförbar för praktiska tillämpningar.

Nyckelord:LiSiON; tunnfilmselektrolyt; helsolid-state litiumbatteri; tunnfilmsbatteri

Den snabba utvecklingen av mikroelektronikindustrin, såsom mikroelektromekaniska system (MEMS), mikrosensorer, intelligenta kort och implanterbara mikromedicinska apparater, leder till ökande krav på integrerad energilagring i mikrostorlek^[1,2]. Bland de tillgängliga batteriteknologierna anses heltäckande tunnfilmslitiumbatteri (TFLB) vara den idealiska strömkällan för mikroelektroniska enheter på grund av deras höga säkerhet, ringa storlek, power-on-chip-design, långa livslängd och låga självurladdningshastighet. Som en av nyckelkomponenterna i TFLB spelar tunnfilmselektrolyt i fast tillstånd en viktig roll för att bestämma egenskaperna hos TFLB^[3]. Därför är utvecklingen av högpresterande tunnfilmselektrolyt i fast tillstånd alltid ett viktigt mål för utvecklingen av TFLB. För närvarande är den mest använda elektrolyten i TFLB amorf litiumfosforoxinitrid (LiPON), som har måttlig jonledningsförmåga (2×10-6 S∙cm-1), låg elektronisk konduktivitet (~{{5} }} S∙cm-1), brett spänningsfönster (~5,5 V) och bra kontaktstabilitet med litium^[4,5]. Dess jonledningsförmåga är dock relativt låg, vilket hindrar den framtida utvecklingen av högeffekt TFLB för den kommande eran av Internet of Things (IoT)^[6]. Det är därför angeläget att utveckla nya tunnfilmselektrolyter med ökad jonledningsförmåga, samt stort spänningsfönster och god kontaktstabilitet med litium för nästa generations TFLB.

Bland olika oorganiska fasta elektrolytmaterial identifierades Li2O-SiO2 fast lösningssystem och deras deuterogena faser som potentiella tunnfilmselektrolyter på grund av deras snabba tredimensionella litiumledningskanaler^[7]. Till exempel, Chen, et al.^[8]rapporterade att Al-substituerad Li4.4Al0.4Si0.6O4-0.3Li2O fast elektrolyt har en hög jonledningsförmåga på 5,4×10-3 S∙cm{{12} } vid 200 grader. Adnan, et al.^[9] fann att Li4Sn0.02Si0.98O4-föreningen har ett maximalt konduktivitetsvärde på 3,07×10-5 S∙cm-1 vid omgivningstemperatur. Men tidigare arbeten på Li2O-SiO2 elektrolytsystem fokuserade mest på pulvermaterial med hög kristallinitet, medan mycket begränsat arbete rapporterades på deras amorfa tunnfilmsmotsvarigheter för TFLB. Eftersom TFLB vanligtvis är konstruerad genom att avsätta tunna filmer av katod, elektrolyt och anod lager för lager, måste elektrolytfilmen förberedas vid relativt låg temperatur för att undvika de ogynnsamma interaktionerna mellan katoden och elektrolyten, vilket resulterar i sprickor och kortslutning av TFLB^[1,2]. Sålunda är det viktigt för TFLB att utveckla Li2O-SiO2-elektrolyt med amorfa egenskaper framställda vid låg temperatur. Även om senaste arbete^[6] visar att en hög litiumjonkonduktivitet på 2,06×10-5 S∙cm-1 kan erhållas av amorf Li-Si-PON tunnfilm, dess kontaktstabilitet med elektroderna och elektrokemisk stabilitet i TFLB har ännu inte utredas. Därför är det ytterst viktigt att utveckla högpresterande Li2O-SiO2-baserad tunnfilmselektrolyt och demonstrera dess faktiska tillämpning i TFLB.

I detta arbete framställdes amorf litiumkiseloxinitrid (LiSiON) tunnfilm genom radiofrekvens (RF) magnetronförstoftning vid rumstemperatur och undersöktes som fast tillståndselektrolyt för TFLB. Sputterkraften och flödet av N2/Ar-arbetsgas optimerades för att erhålla bästa avsättningsförhållande för LiSiON-tunnfilmen. Dessutom, för att demonstrera tillämpbarheten av den optimerade LiSiON-elektrolyten för TFLB, konstruerades en MoO3/LiSiON/Li full cell och dess elektrokemiska prestanda undersöktes systematiskt.

1 Experimentell

1.1 Beredning av LiSiON tunnfilm

LiSiON-tunna filmer framställdes genom RF-magnetronförstoftning (Kurt J. Lesker) med användning av ett Li2SiO3-mål (76,2 mm i diameter) vid rumstemperatur under 12 timmar. Innan avsättningen reducerades trycket i kammaren till mindre än 1×10-5 Pa. Avståndet från mål till substrat var 10 cm. Proverna som deponeras under RF-effekt på 80, 100 och 120 W vid flödet av 90 sccm N2 är markerade som prov LiSiON-80N9, LiSiON-100N9 och LiSiON-120N9, respektive. Och proverna som avsatts under RF-effekt på 100 W vid flödet av 90 sccm N2 och 10 sccm Ar, 90 sccm N2 och 50 sccm Ar, 50 sccm N2 och 50 sccm Ar är markerade som prov LiSiON- 100N9A1, LiSiON -100N9A5 respektive LiSiON-100N5A5.

1.2 Framställning av MoO3/LiSiON/Li TFLB

MoO3-film framställdes genom likström (DC) reaktiv magnetronförstoftning (Kurt J. Lesker) med användning av ett Mo-mål av ren metall (76,2 mm i diameter) enligt vår tidigare rapport^[10]. Avståndet från mål till substrat var 10 cm, och DC-förstoftningseffekten var 60 W. Avsättningen utfördes vid substrattemperaturen 100 grader under 4 timmar vid flödet av 40 sccm Ar och 10 sccm O2, genom en in-situ-glödgning behandling vid 450 grader i 1 timme. LiSiON-100N9A1 avsattes sedan på MoO3-filmen som elektrolyt. Därefter avsattes en metallisk litiumfilm med en tjocklek av cirka 2 μm på LiSiON-filmen genom termisk vakuumavdunstning (Kurt J. Lesker). Det sista tillverkningssteget involverade avsättningen av Cu-strömkollektor och inkapslingsprocessen.

1.3 Materialkarakterisering

Kristallstrukturerna i proverna karakteriserades av röntgendiffraktion (XRD, Bruker D8 Advance). Morfologierna och mikrostrukturerna för proverna karakteriserades av fältemissionssvepelektronmikroskop (FESEM, FEI Quanta 250F) utrustat med energidispersiv röntgenspektroskopi (EDS). De elementära sammansättningarna av proverna analyserades genom induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS, Agilent 7700X). Den kemiska sammansättningen och bindningsinformationen för proverna mättes med röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS, Escalab 250XI, Thermo Scientific).

1.4 Elektrokemiska mätningar

Jonkonduktiviteten hos LiSiON-tunnfilmselektrolyten mättes med användning av en sandwichstruktur av Pt/LiSiON/Pt. Den elektrokemiska impedansspektroskopin (EIS) (från 1000 kHz till 0,1 Hz med potentialamplitud på 5 mV) och cyklisk voltammetri (CV)-mätningar av proverna utfördes på Biologic VMP3 elektrokemiska arbetsstation. Galvanostatisk laddning/urladdning (GCD) mätning av MoO3/LiSiON/Li TFLB utfördes med ett Neware BTS4000 batterisystem i en argonfylld handsklåda vid rumstemperatur. En Sartorius Analytical Balance (CPA225D, med en upplösning på 10 ug) användes för att bestämma elektrodmassbelastningen, och massbelastningen av MoO3-filmen är cirka 0,4 mg∙cm-2.

2 Resultat och diskussion

Såsom visas i den optiska bilden som infogats i Fig. 1(a), användes ett Li2SiO3-mål för att framställa LiSiON-tunnfilm. XRD-resultatet i Fig. 1(a) avslöjar att målet är sammansatt av den huvudsakliga Li2SiO3-fasen (JCPDS 83-1517) och den mindre SiO2-fasen. ICP-MS-mätning indikerar att atomförhållandet för Li:Si är cirka 1,79:1 i målet. Transparent amorf tunn film erhölls för det typiska provet LiSiON-100N9A1 efter sputtering av målet (Fig. 1(b)). Tjockleken på det typiska provet LiSiON-100N9A1 mätt från FESEM-tvärsnittsbilden i fig. 1(c) är cirka 1,2 μm, vilket indikerar en tillväxthastighet på cirka 100 nm∙h-1 under denna skick. Som visas i FESEM-bilden ovanifrån i Fig. 1(d), är ytan på den tunna LiSiON-filmen mycket slät och tät utan sprickor eller nålhål, vilket gör den till en lämplig fast elektrolyt för TFLB för att undvika genvägs- och säkerhetsproblem.

Fig. 1 (a) XRD-mönster och optisk bild av Li2SiO3-målet; (b) XRD-mönster och optisk bild av typiskt prov LiSiON- 100N9A1; (c) Tvärsnitt och (d) FESEM-bilder ovanifrån av det typiska provet LiSiON-100N9A1

XPS-analys utfördes för att undersöka den kemiska sammansättningen och bindningsinformationen för Li2SiO3-målet och det typiska provet LiSiON-100N9A1. XPS-undersökningsskanningsspektra i fig. 2(a) avslöjar närvaron av Li-, Si- och O-element i Li2SiO3-målet och införandet av N-element i den tunna LiSiON-filmen. Atomförhållandet för N : Si i LiSiON-tunnfilm är ungefär 0.33 : 1 enligt XPS-resultatet. I kombination med motsvarande atomförhållande (1,51 : 1) som erhållits genom ICP-MS-mätningen, bestäms stökiometrin för det typiska provet LiSiON-100N9A1 till Li1.51SiO2.26N0.33. Jämfört med den enkla Si-Si (103,2 eV)-toppen i Si2p-kärnnivå-XPS-spektrumet för Li2SiO3-målet (Fig. 2(b)), kan ytterligare Si-N (101,6 eV)-topp observeras från LiSiON-tunnfilmen , vilket tyder på förekomsten av nitridering i LiSiON^[11,12]. O1s kärnnivå XPS-spektrum för Li2SiO3-mål i Fig. 2(c) visar två bindningsmiljöer: 531,5 eV härrörde från SiOx och 528,8 eV tilldelade Li2O. Efter deponering kan ytterligare komponent framkom vid 530,2 eV kan observeras med LiSiON tunn film, som kan tilldelas icke-bryggbildande syre (On) i silikat^[13,14]. N1s kärnnivå XPS-spektrum för LiSiON-tunnfilm i fig. 2(d) kan delas upp i tre toppar, inklusive 398,2 eV för Si-N-bindning, 396,4 eV för Li3N och 403,8 eV för nitritart NO{{11} }, vilket ytterligare bekräftar införlivandet av N i LiSiON-nätverket^[14,15,16]. Som schematiskt illustreras i fig. 2(e), kan införlivandet av N i LiSiON-nätverket bilda en mer tvärbunden struktur, vilket är fördelaktigt för snabb litiumjonledning^[6,17].

Fig. 2 (a) Undersökningsskanning, (b) Si2p kärnnivå, (c) O1s kärnnivå och (d) N1s kärnnivå XPS-spektra för Li2SiO3-mål och typiskt prov LiSiON-100N9A1; (e) Schematisk illustration av den partiella strukturförändringen från Li2SiO3 till LiSiON med inkorporering av N

För att optimera den joniska ledningsförmågan och den elektrokemiska stabiliteten hos LiSiON-tunna filmer, jämfördes olika LiSiON-tunna filmer avsatta vid olika sputtringseffekter och arbetsgasflöden när det gäller deras jonledningsförmåga och spänningsfönster. Rumstemperatur Nyquist-plotterna för LiSiON-tunna filmer visas i Fig. 3(a), och motsvarande Pt/LiSiON/Pt-sandwichstruktur och motsvarande krets visas i Fig. 3(b). Som observerats uppvisar Nyquist-plotterna en enda halvcirkel och dielektrisk kapacitanssvans, vilket är karakteristiskt för tunnfilmsledande dielektrikum med bulkrelaxationsprocess inklämd mellan blockerande kontakter^[17]. Jonkonduktiviteterna (σi) för LiSiON-tunna filmer kan beräknas genom att använda ekv. (1).

σi=d/(RA)

Fig. 3 (a) Elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS) spektra av LiSiON tunna filmer avsatta under olika förhållanden; (b) Schematisk illustration av Pt/LiSiON/Pt sandwichstrukturen och motsvarande ekvivalenta krets; (c) CV-kurvor för LiSiON-tunna filmer avsatta under olika förhållanden; (d) Kronamperometrikurva för provet LiSiON-100N9A1

där d är filmtjockleken, A är den effektiva arean (ca 1 cm2) och R är filmresistansen uppskattad från den uppmätta Nyquist-plotten. De beräknade jonkonduktiviteterna för dessa LiSiON-tunna filmer jämförs i tabell 1. Som observerats ökar jonkonduktiviteten för LiSiON-tunnfilmen avsatt vid ett konstant flöde av 90 sccm N2 med den ökande förstoftningseffekten från 80 W till 100 W, och minskar sedan när sputtereffekten höjs ytterligare till 120 W, vilket liknar tidigare rapport om LiPON-elektrolyt^[18]. En uppenbar ökning av jonledningsförmågan kan observeras när N2-förhållandet i arbetsgasen under en konstant sputtereffekt på 100 W främjas, vilket kan tillskrivas den ökade mängden inkorporerat kväve i LiSiON med mer gynnsam miljö för litiumjon rörelse^{[5, 18]}. Det är märkbart att proven LiSiON- 100N9 och LiSiON-100N9A1 visar de högsta jonledningsförmågan på 7,1×10-6 respektive 6,3×10-6 S∙cm-1 , som uppenbarligen är högre än den välkända LiPON (~2×10-6 S∙cm-1), tidigare rapporterade amorfa 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], och Li-Si-PO (1,6×10-6 S∙cm-1)^[23]elektrolytfilmer, vilket avslöjar att den amorfa LiSiON-tunna filmen är en konkurrenskraftig kandidat som elektrolyt för TFLB. Den höga jonledningsförmågan hos den tunna LiSiON-filmen kan tillskrivas inkorporeringen av N i den tunna filmen och bildandet av Si-N-bindningar istället för Si-O-bindningar, vilket leder till ett mer retikulerat anjoniskt nätverk för den lättillgängliga litiumjonrörligheten^{[17, 24]}. De elektrokemiskt stabila spänningsfönstren för de tunna LiSiON-filmerna utvärderades genom CV-mätning vid en skanningshastighet på 5 mV∙s-1 med spänning upp till 5,5 V. Det bör påpekas att inverkan av avsättningsförhållandena på spänningen fönstret för LiSiON-filmer varierar, vilket inte kan förklaras av en tydlig mekanism för närvarande eftersom det inte finns några relevanta undersökningar i tidigare rapporter om tunnfilmselektrolyt^[18,24-25]. Icke desto mindre, jämfört i Fig. 3(c) och Tabell 1, visar proven LiSiON-100N9A1 och LiSiON- 100N5A5 de bredaste spänningsfönstren på ~5.0 och ~5.2 V som ligger nära LiPON-elektrolyt. Därför, med hänsyn till både jonkonduktiviteten och spänningsfönstret, valdes provet LiSiON- 100N9A1 för vidare undersökning och tillverkning av fullcell. För att utforska litiumjonöverföringstalet (τi) och den elektroniska ledningsförmågan (σe) för provet LiSiON-100N9A1, utfördes krono-amperometri vidare vid en konstant spänning på 10 mV (Fig. 3(d)). τi kan beräknas med ekv. (2).

τi=(Ib-Ie)/Ib

där Ib är den initiala polarisationsströmmen, och Ie är den stationära strömmen^[18]. τi beräknades till 0.998, vilket är nära 1, vilket indikerar att litiumjonernas ledning är absolut dominerande i elektrolyten. τi bestäms av en blandad effekt av ledning av joner och elektroner^[24], som kan uttryckas av Ekv. (3).

τi=σi/(σi+σe)

Således beräknas σe för provet LiSiON-100N9A1 till 1,26×10-8 S∙cm-1, vilket är försumbart jämfört med dess jonledningsförmåga.

Tabell 1 Jämförelse av litiumjonledningsförmåga och spänningsfönster för LiSiON-tunna filmer avsatta under olika förhållanden

För att verifiera genomförbarheten av det optimerade provet LiSiON{{0}}N9A1 för TFLB-applikation, tillverkades MoO3/LiSiON/Li TFLB ytterligare. FESEM-tvärsnittsbilden och motsvarande EDS-mappningsbilder av MoO3/LiSiON/Li TFLB visas i fig. 4(a). Som observerats är MoO3-katoden (cirka 1,1 μm i tjocklek) och Li-anoden väl åtskilda av LiSiON-elektrolyten, och LiSiON-elektrolyten har täta kontaktgränssnitt med både katoden och anoden. Fig. 4(b) visar den typiska CV-kurvan för TFLB vid en skanningshastighet på 0,1 mV∙s-1 mellan 1.5-3.5 V, vilket visar ett par väldefinierade redoxtoppar vid cirka 2,25 och 2,65 V, motsvarande litiumjoninförande i och extraktion från MoO3^[10]. Fig. 4(c) visar de första 3 galvanostatiska laddnings-/urladdningskurvorna för TFLB vid en strömtäthet på 50 mA∙g-1 (20 μA∙cm-2, baserat på massan av MoO3-film ). Som observerats levererar TFLB den initiala laddnings-/urladdningskapaciteten på 145/297 mAh∙g-1 (58/118,8 μAh∙cm-2). Efter den andra cykeln uppnåddes ett stabilt cykelbeteende med hög reversibel specifik kapacitet på 282 mAh∙g-1 av TFLB. Hastighetsprestandan för TFLB vid olika strömtätheter visas i fig. 4(d). Den irreversibla kapacitetsförlusten för TFLB under flera initiala cykler vid låg strömtäthet kan tillskrivas irreversibel fasövergång i MoO3 härledd genom litiuminförande^[26]. Stabil urladdningskapacitet på cirka 219, 173, 107 och 50 mAh∙g-1 observeras vid 100, 200, 400 respektive 800 mA∙g-1, vilket visar god hastighetskapacitet. För att utvärdera den elektrokemiska stabiliteten hos TFLB utfördes cykelprestanda ytterligare vid en strömtäthet på 200 mA∙g-1 (Fig. 4(e)). TFLB kan behålla 78,1 % av sin initiala urladdningskapacitet efter 200 cykler, och Coulombic-effektiviteten är nära 100 % för varje cykel, vilket avslöjar acceptabel elektrokemisk stabilitet för LiSiON-elektrolyten. EIS-mätningar utfördes vidare vid öppen kretsspänning för att undersöka elektrolyt/elektrodgränssnittet i TFLB vid olika cykelnummer, och motsvarande Nyquist-diagram med ekvivalent krets visas i fig. 4(f). Som observerats visar MoO3/LiSiON/Li TFLB liknande EIS-spektrum som består av två halvcirklar i högfrekvensområdet i färskt tillstånd som det för MoO3/LiPON/Li TFLB i vårt tidigare arbete^[10], vilket indikerar att Li/LiSiON-gränssnittsresistansen är försumbar jämfört med LiSiON/MoO3-gränssnittet^[20]. Den första lilla halvcirkeln i Nyquist-diagrammen tillskrivs jonledningen av Li+-joner i LiSiON-elektrolyt, medan den andra stora halvcirkeln motsvarar laddningsöverföringsprocessen vid LiSiON/MoO3-gränssnittet^[27,28]. Det noteras att den första lilla halvcirkeln sällan förändras under cyklerna, vilket indikerar den relativt goda cykliska stabiliteten hos LiSiON-elektrolyten. Den andra halvcirkeln expanderar dock gradvis allteftersom cykelnumret utvecklas, vilket avslöjar det ökade LiSiON/MoO3-gränssnittsmotståndet under cykling, vilket kan vara huvudorsaken till TFLB:s kapacitetsfasning^[29]. Det är värt att nämna att detta arbete framgångsrikt antar LiSiON-elektrolyten för att konstruera TFLB och demonstrerar den goda gränssnittskontakten av LiSiON med både MoO3-katoden och litiumanoden för första gången. Dessutom visar den stora specifika kapaciteten, goda hastighetskapaciteten och acceptabla cykelprestanda hos MoO3/LiSiON/Li TFLB att den tunna LiSiON-filmen är väl användbar som elektrolyt för TFLB.

Fig. 4 (a) FESEM-bild i tvärsnitt och motsvarande EDS-mappningsbilder av MoO3/LiSiON/Li TFLB; (b) Typisk CV-kurva, (c) initiala tre laddnings-/urladdningskurvor, (d) hastighetsprestanda, (e) cykelprestanda och (f) EIS-spektra vid olika cykelnummer för MoO3/LiSiON/Li TFLB med prov LiSiON -100N9A1 som elektrolyt

3 Slutsatser

Sammanfattningsvis framställdes amorf LiSiON-tunnfilmselektrolyt framgångsrikt genom RF-magnetronförstoftning med användning av Li2SiO3-mål med N2/Ar-gasflöde. Den optimerade LiSiON-tunnfilmen avsatt under RF-effekt på 100 W vid flödet av 90 sccm N2 och 10 sccm Ar har en slät yta, tät struktur, hög jonledningsförmåga (6,3×10-6 S∙cm-1) , och brett spänningsfönster (5 V), vilket gör det till ett lovande elektrolytmaterial för TFLB. Ännu viktigare, genom att använda LiSiON-elektrolyten, demonstrerades en MoO3/LiSiON/Li TFLB framgångsrikt för första gången med hög specifik kapacitet (282 mAh∙g-1 vid 50 mA∙g-1), bra hastighetsprestanda (50 mAh∙g-1 vid 800 mA∙g-1) och acceptabel cykelstabilitet (78,1 % kapacitetsretention efter 200 cykler). Detta arbete förväntas ge nya möjligheter att utveckla högpresterande TFLB genom att använda Li2O-SiO2-baserad tunnfilmselektrolyt.

Referenser

[1] MOITZHEIM S, PUT B, VEREECKEN P M. Framsteg inom 3D-tunnfilms-litiumjonbatterier. Advanced Materials Interfaces, 2019,6(15):1900805.
[2] XIA Q, ZHANG Q, SUN S, et al. Tunnelsammanväxt LixMnO2 nanosheet-arrayer som 3D-katod för högpresterande hel-solid-state tunnfilmslitiummikrobatterier. Advanced Materials, 2021,33(5):2003524.
[3] DENG Y, EAMES C, FLEUTOT B, et al. Förbättring av litiumjonkonduktiviteten i fasta elektrolyter med litiumöverjonledare (LISICON) genom en blandad polyanjoneffekt. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(8):7050-7058.
[4] BATES JB, DUDNEY NJ, GRUZALSKI GR, et al. Tillverkning och karaktärisering av amorfa litiumelektrolyttunnfilmer och uppladdningsbara tunnfilmsbatterier. Journal of Power Sources, 1993,43(1/2/3):103-110.
[5] BATES J. Elektriska egenskaper hos amorfa litiumelektrolyttunna filmer. Solid State Ionics, 1992,53(56):647-654.
[6] FAMPRIKIS T, GALIPAUD J, CLEMENS O, et al. Sammansättningsberoende av jonkonduktivitet i LiSiPO(N) tunnfilmselektrolyter för solid state-batterier. ACS Applied Energy Materials, 2019,2(7):4782-4791.
[7] DENG Y, EAMES C, CHOTARD JN, et al. Strukturella och mekanistiska insikter om snabb litiumjonledning i Li4SiO4- Li3PO4 fasta elektrolyter. Journal of the American Chemical Society, 2015,137(28):9136-9145.
[8] CHEN R, SONG X. Jonkonduktiviteten hos fasta elektrolyter för Li4+xMxSi1-xO4-yLi2O (M=Al, B)-system. Journal of the Chinese Chemical Society, 2002,49:7-10.
[9] ADNAN S, MOHAMED N S. Effekter av Sn-substitution på egenskaperna hos Li4SiO4 keramisk elektrolyt. Solid State Ionics, 2014,262:559-562.
[10] SUN S, XIA Q, LIU J, et al. Självstående syrefattiga -MoO3-x nanoflake-arrayer som 3D-katod för avancerade heltäckande tunnfilmslitiumbatterier. Journal of Materiomics, 2019,5(2):229-236.
[11] DING W, LU W, DENG X, et al. En XPS-studie på strukturen av SiNx-film avsatt med mikrovågs ECR-magnetronförstoftning. Acta Physica Sinica, 2009,58(6):4109-4116.
[12] KIM H, KIM Y. Partiell nitridering av Li4SiO4 och jonkonduktivitet av Li4. 1SiO3. 9N0. 1Ceramics International, 2018,44(8):9058-9062.
[13] MARIKO M, HIDEMASA K, TOMOYUKI O, et al. Analys av SiO-anoder för litiumjonbatterier. Journal of The Electrochemical Society, 2005,152(10):A2089.
[14] FINGERLE M, BUCHHEIT R, SICOLO S, et al. Reaktions- och rymdladdningsskiktbildning vid LiCoO2-LiPON-gränssnittet: insikter om defektbildning och jonenerginivåjustering genom en kombinerad ytvetenskaplig simuleringsmetod. Chemisty Materials, 2017,29(18):7675-7685.
[15] WEST W, HOOD Z, ADHIKARI S, et al. Minskning av laddningsöverföringsmotståndet vid gränssnittet fast elektrolyt-elektrod genom pulsad laseravsättning av filmer från en kristallin Li2PO2N-källa. Journal of Power Sources, 2016,312:116-122.
[16] SICOLO S, FINGERLE M, HAUSBRAND R, et al. Gränssnittsinstabilitet av amorft LiPON mot litium: en kombinerad densitetsfunktionell teori och spektroskopisk studie. Journal of Power Sources, 2017,354:124-133.
[17] WU F, LIU Y, CHEN R, et al. Förberedelse och prestanda för ny Li-Ti-Si-PON tunnfilmselektrolyt för tunnfilmslitiumbatterier. Journal of Power Sources, 2009,189(1):467-470.
[18] PUT B, VEREECKEN M, MEERSCHAUT J, et al. Elektrisk karakterisering av ultratunna RF-sputtrade LiPON-lager för 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 avsatta med en Sol-Gel-metod. Solid State Ionics, 2016,285:13-18.
[20] SONG S, LEE K, PARK H. Högpresterande flexibla heltäckande mikrobatterier baserade på fast elektrolyt av litiumboroxinitrid. Journal of Power Sources, 2016,328:311-317.
[21] OHTSUKA H, OKADA S, YAMAKI J. Solid state batteri med Li2O-V2O5-SiO2 solid elektrolyt tunn film. Solid State Ionics, 1990,40-41:964-966.
[22] Kalita D, Lee S, Lee K, et al. Jonkonduktivitetsegenskaper hos amorf Li-La-Zr-O fast elektrolyt för tunnfilmsbatterier. Solid State Ionics, 2012,229:14-19.
[23] SAKURAI Y, SAKUDA A, HAYASHI A, et al. Framställning av amorfa Li4SiO4-Li3PO4-tunna filmer genom pulsad laseravsättning för sekundära litiumbatterier i fast tillstånd. Solid State Ionics, 2011,182:59-63.
[24] TAN G, WU F, LI L, et al. Magnetronförstoftningsberedning av kväveinkorporerade litium-aluminium-titaniumfosfatbaserade tunnfilmselektrolyter för hel-solid-state litiumjonbatterier. The Journal of Physical Chemistry C, 2012,116(5):3817-3826.
[25] YU X, BATES JB, JELLISON G, et al. En stabil tunnfilmslitiumelektrolyt: litiumfosforoxinitrid. Journal of The Electrochemical Society, 1997,144(2):524.
[26] KIM H, COOK J, LIN H, et al. Vakanser i syre ökar pseudokapacitiv laddningslagringsegenskaper hos MoO3-x. Nature Materials, 2017,16:454-460.
[27] SONG H, WANG S, SONG X, et al. Soldrivna helsolid-state litium-luftbatterier som arbetar vid extremt låga temperaturer. Energy & Environmental Science, 2020,13(4):1205-1211.
[28] WANG Z, LEE J, XIN H, et al. Effekter av katodelektrolyt-gränssnittsskikt (CEI) på långvarig cykling av heltäckande tunnfilmsbatterier. Journal of Power Sources, 2016,324:342-348.
[29] QIAO Y, DENG H, HE P, et al. En 500 Wh/kg litiummetallcell baserad på anjonisk redox. Joule, 2020,4(6):1311-1323.