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Influence of synthesis parameters on crystallization behavior and ionic conductivity of the Li4PS4I solid electrolyte

Strauss, Florian 1,2; Lin, Jing 1,2; Janek, Jürgen 1,2; Brezesinski, Torsten ORCID iD icon 1,2
1 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Center for Electrochemical Energy Storage Ulm & Karlsruhe (CELEST), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Superionic solid electrolytes are key to the development of advanced solid-state Li batteries. In recent years, various materials have been discovered, with ionic conductivities approaching or even exceeding those of carbonate-based liquid electrolytes used in high-performance Li-ion batteries. Among the different classes of inorganic solid electrolytes under study, lithium thiophosphates are one of the most promising due to their high Li-ion conductivity at room temperature and mechanical softness. Here, we report about the effect of synthesis parameters on the crystallization behavior and charge-transport properties of Li4PS4I. We show that thermally induced crystallization of Li4PS4I (P4/nmm), starting from the glassy phase 1.5Li2S–0.5P2S5–LiI, adversely affects the material’s conductivity. However, both conductivity and crystallization temperature can be significantly increased by applying pressure during the preparation.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 12.2021
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2045-2322
KITopen-ID: 1000138017
HGF-Programm 38.02.01 (POF IV, LK 01) Fundamentals and Materials
Erschienen in Scientific reports
Verlag Nature Research
Band 11
Heft 1
Seiten Art. Nr.: 14073
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 07.07.2021
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
OpenAlex
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Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 7 – Bezahlbare und saubere Energie

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000138017
Veröffentlicht am 27.09.2021
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s41598-021-93539-4
Scopus
Zitationen: 12
Web of Science
Zitationen: 14
Dimensions
Zitationen: 12
Seitenaufrufe: 141
seit 29.09.2021
Downloads: 122
seit 04.10.2021
Cover der Publikation
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