SNUEI

Synergistic multi-doping effects on the Li7La3Zr2O12 solid electrolyte for fast lithium ion conduction

2015 · Scientific Reports

저자

Dong Ok Shin, Kyungbae Oh, Kwang Man Kim, Kyu‐Young Park, Byungju Lee, Young-Gi Lee, 강기석 (Kisuk Kang)

연구주제

Advanced Battery Materials and Technologies · Advancements in Battery Materials

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

전기/전자 > 전지 > 이차전지에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

aliovalent doping 가넷형 고체전해질(LLZO) 리튬 이온 확산

밀도범함수 이론(DFT)

키워드 (OpenAlex)

Li7La3Zr2O12 garnet solid electrolyte lithium ion conduction aluminum doping tantalum doping cubic phase stabilization site preference ionic conductivity

초록

Here, we investigate the doping effects on the lithium ion transport behavior in garnet Li7La3Zr2O12 (LLZO) from the combined experimental and theoretical approach. The concentration of Li ion vacancy generated by the inclusion of aliovalent dopants such as Al(3+) plays a key role in stabilizing the cubic LLZO. However, it is found that the site preference of Al in 24d position hinders the three dimensionally connected Li ion movement when heavily doped according to the structural refinement and the DFT calculations. In this report, we demonstrate that the multi-doping using additional Ta dopants into the Al-doped LLZO shifts the most energetically favorable sites of Al in the crystal structure from 24d to 96 h Li site, thereby providing more open space for Li ion transport. As a result of these synergistic effects, the multi-doped LLZO shows about three times higher ionic conductivity o…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

강기석

연구주제 1

Advanced Battery Materials and Technologies

정책분야 1

전지

키워드 2

리튬 이온 확산 · 가넷형 고체전해질(LLZO)

방법 1

밀도범함수 이론(DFT)