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Multiscale understanding of high-energy cathodes in solid-state batteries: from atomic scale to macroscopic scale

Materials Futures 2022年第1期1卷 32-51页

作者： Shuo Sun Chen-Zi Zhao Hong Yuan Yang Lu Jiang-Kui Hu Jia-Qi Huang Qiang Zhang Beijing Key Laboratory of Green Chemical Reaction Engineering and Technology Department of Chemical EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084People’s Republic of China Advanced Research Institute of Multidisciplinary Science Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081People’s Republic of China State Key Laboratory of Automotive Safety and energy School of Vehicle and MobilityTsinghua UniversityBeijing 100084People’s Republic of China

In the crucial area of sustainable energy storage,solid-state batteries(SSBs)with nonflammable solid electrolytes stand out due to their potential benefits of enhanced safety,energy density,and cycle ***,the complexity within the composite cathode determines that fabricating an ideal electrode needs to link chemistry(atomic scale),materials(microscopic/mesoscopic scale),and electrode system(macroscopic scale).Therefore,understanding solid-state composite cathodes covering multiple scales is of vital importance for the development of practical *** this review,the challenges and basic knowledge of composite cathodes from the atomic scale to the macroscopic scale in SSBs are outlined with a special focus on the interfacial structure,charge transport,and mechanical *** on these dilemmas,emerging strategies to design a high-performance composite cathode and advanced characterization techniques are ***,future perspectives toward composite cathodes are discussed,aiming to facilitate the develop energy-dense SSBs.

关键词： high-energy cathode solid-state battery charge transport advanced characterization solid electrolyte

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