Space-charge layer effect at interface between oxide cathode and sulfide electrolyte in all-solid-state lithium-ion battery

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 14, 2014, Pages 4248-4255

  Haruyama, Jun ^a   Sodeyama, Keitaro ^a,b   Han, Liyuan ^a,c   Takada, Kazunori ^a   Tateyama, Yoshitaka ^a,b,c  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^b KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^c JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; BUFFER LAYERS; CATHODES; LITHIUM BATTERIES; LITHIUM COMPOUNDS; OPTICAL WAVEGUIDES; SOLID ELECTROLYTES;

DISORDERED STRUCTURES; INTERFACE MATCHING; INTERFACIAL RESISTANCES; LITHIUM-ION BATTERY; SMOOTH INTERFACE; SPACE-CHARGE LAYERS; STABLE STRUCTURES;

LITHIUM;

EID: 84904630425     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm5016959     Document Type: Article

References (55)

1. Aricò, A. S.; Bruce, P.; Scrosati, B.; Tarascon, J.-M.; Schalkwijk, W. V. Nat. Mater. 2005, 4, 366-377
2. Bruce, P. G.; Scrosati, B.; Tarascon, J.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2930-2946
3. Armand, M.; Tarascon, J.-M. Nature 2008, 451, 652-657
4. Masquelier, C. Nat. Mater. 2011, 10, 649-650
5. Takada, K. Acta Mater. 2013, 61, 759-770
6. Kamaya, N.; Homma, K.; Yamakawa, Y.; Hirayama, M.; Kanno, R.; Yonemura, M.; Kamiyama, T.; Kato, Y.; Hama, S.; Kawamoto, K.; Mitsui, A. Nat. Mater. 2011, 10, 682-686
7. Seino, Y.; Ota, T.; Takada, K.; Hayashi, A.; Tatsumisago, M. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 627-631
8. Takada, K.; Ohta, N.; Zhang, L.; Fukuda, K.; Sakaguchi, I.; Ma, R.; Osada, M.; Sasaki, T. Solid State Ionics 2008, 179, 1333-1337
9. Ohta, N.; Takada, K.; Zhang, L.; Ma, R.; Osada, M.; Sasaki, T. Adv. Mater. 2006, 18, 2226-2229
10. Ohta, N.; Takada, K.; Sakaguchi, I.; Zhang, L.; Ma, R.; Fukuda, K.; Osada, M.; Sasaki, T. Electrochem. Commun. 2007, 9, 1486-1490
11. Sakuda, A.; Kitaura, H.; Hayashi, A.; Tadanaga, K.; Tatsumisago, M. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A27-A32
12. Yamada, H.; Oga, Y.; Saruwatari, I.; Moriguchi, I. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A380-A385
13. Takada, K. Langmuir 2013, 29, 7538-7541
14. Takada, K.; Ohta, N.; Zhang, L.; Xu, X.; Hang, B. T.; Ohnishi, T.; Osada, M.; Sasaki, T. Solid State Ionics 2012, 225, 594-597
15. Sakuda, A.; Hayashi, A.; Tatsumisago, M. Chem. Mater. 2010, 22, 949-956
16. Ohtomo, T.; Hayashi, A.; Tatsumisago, M.; Tsuchida, Y.; Hama, S.; Kawamoto, K. J. Power Sources 2013, 233, 231-235
17. Woo, H. J.; Trevey, J. E.; Cavanagh, A. S.; Choi, Y. S.; Kim, S. C.; George, S. M.; Oh, K. H.; Lee, S. H. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A1120-A1124
18. Okumura, T.; Nakatsutsumi, T.; Ina, T.; Orikasa, Y.; Arai, H.; Fukutsuka, T.; Iriyama, Y.; Uruga, T.; Tanida, H.; Uchimoto, Y.; Ogumi, Z. J. Mater. Chem. 2011, 21, 10051-10060
19. Maier, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 3011-3022
20. Bates, J. B.; Dudney, N. J.; Neudecker, B. J.; Hart, F. X.; Jun, H. P.; Hackney, S. A. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 59-70
21. Liu, Z.; Fu, W.; Payzant, E. A.; Yu, X.; Wu, Z.; Dudney, N. J.; Kiggans, J.; Hong, K.; Rondinone, A. J.; Liang, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 975-978
22. Homma, K.; Yonemura, M.; Kobayashi, T.; Nagao, M.; Hirayama, M.; Kanno, R. Solid State Ionics 2011, 182, 53-58
23. Yamane, H.; Shibata, M.; Shimane, Y.; Junke, T.; Seino, Y.; Adams, S.; Minami, K.; Hayashi, A.; Tastumisago, M. Solid State Ionics 2007, 178, 1163-1167
24. Shao-Horn, Y.; Croguennec, L.; Delmas, C.; Nelson, E. C.; Okeefe, M. A. Nat. Mater. 2003, 2, 464-467
25. Dahéron, L.; Martinez, H.; Dedryvère, R.; Baraille, I.; Ménétrier, M.; Denage, C.; Delmas, C.; Gonbeau, D. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5843-5852
26. Kramer, D.; Ceder, G. Chem. Mater. 2009, 21, 3799-3809
27. Van der Ven, A.; Ceder, G.; Asta, M.; Tepesch, P. D. Phys. Rev. B 2001, 64, 184307
28. Maruyama, M.; Kanno, R.; Kawamoto, Y.; Kamiyama, T. Solid State Ionics 2002, 154-155, 789-794
29. Sanna, S.; Schmidt, W. G. Phys. Rev. B 2010, 81, 214116
30. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653-658
31. Giannozzi, P.; Baroni, S.; Bonini, N.; Calandra, M.; Car, R.; Cavazzoni, C.; Ceresoli, D.; Chiarotti, G. L.; Cococcioni, M.; Dabo, I.; Dal Corso, A.; de Gironcoli, S.; Fabris, S.; Fratesi, G.; Gebauer, R.; Gerstmann, U.; Gougoussis, C.; Kokalj, A.; Lazzeri, M.; Martin-Samos, L.; Marzari, N.; Mauri, F.; Mazzarello, R.; Paolini, S.; Pasquarello, A.; Paulatto, L.; Sbraccia, C.; Scandolo, S.; Sclauzero, G.; Seitsonen, A. P.; Smogunov, A.; Umari, P.; Wentzcovitch, R. M. J. Phys.: Condens. Matter. 2009, 21, 395502
32. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
33. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892-7895
34. Rappe, A. M.; Rabe, K. M.; Kaxiras, E.; Joannopoulos, J. D. Phys. Rev. B 1990, 41, 1227-1230
35. Louie, S. G.; Froyen, S.; Cohen, M. L. Phys. Rev. B 1982, 26, 1738-1742
36. Anisimov, V. I.; Zaanen, J.; Anderson, O. K. Phys. Rev. B 1991, 44, 943-954
37. Juhin, A.; de Groot, F.; Vankó, G.; Calandra, M.; Brouder, C. Phys. Rev. B 2010, 81, 115115
38. Mattioli, G.; Giannozzi, P.; Bonapasta, A. A.; Guidoni, L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15353-15363
39. Ensling, D.; Thissen, A.; Laubach, S.; Schmidt, P. C.; Jaegermann, W. Phys. Rev. B 2010, 82, 195431
40. Otani, M.; Sugino, O. Phys. Rev. B 2006, 73, 115407
41. Hamada, I.; Otani, M.; Sugino, O.; Morikawa, Y. Phys. Rev. B 2009, 80, 165411
42. Qian, D.; Hinuma, Y.; Chen, H.; Du, L.-S.; Carrol, K. J.; Ceder, G.; Grey, C. P.; Meng, Y. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6096-6099
43. Tukamoto, H.; West, A. R. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 3164-3168
44. Koyama, Y.; Arai, H.; Tanaka, I.; Uchimoto, Y.; Ogumi, Z. Chem. Mater. 2012, 24, 3886-3894
45. Lepley, N. D.; Holzwarth, A. W.; Du, Y. A. Phys. Rev. B 2013, 88, 104103
46. Li, Q.; Wang, B.; Woo, C. H.; Wang, H.; Wang, R. J. Phys. Chem. Solids 2007, 68, 1336-1340
47. Maier, J. Prog. Solid State Chem. 1995, 23, 171-263
48. Sata, N.; Eberman, K.; Eberl, K.; Maier, J. Nature 2000, 408, 946-949
49. Guo, X.; Matei, I.; Jamnik, J.; Lee, J.-S.; Maier, J. Phys. Rev. B 2007, 76, 125429
50. Uvarov, N. F. J. Solid State Electrochem. 2011, 15, 367-389
51. Mo, Y.; Ong, S. P.; Ceder, G. Chem. Mater. 2011, 24, 15-17
52. Xu, M.; Ding, J.; Ma, E. Appl. Phys. Lett. 2011, 24, 15-17
53. Lepley, N. D.; Holzwarth, N. A. W. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A538-A547
54. Xu, H.; Lee, D.; Sinnott, S. B.; Dierolf, V.; Gopalan, V.; Phillpot, S. R. J. Phys.: Condens. Matter. 2010, 22, 135002
55. Rahn, J.; Dorrer, L.; Ruprecht, B.; Heitjans, P.; Schmidt, H. Defect Diffus. Forum 2013, 333, 33-38