Development of tysonite-type fluoride conducting thin film electrolytes for fluoride ion batteries

Zhang, Le; Reddy, M. Anji; Fichtner, Maximilian

doi:10.1016/j.ssi.2014.12.010

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“…In addition, room‐temperature reversible electrochemical reactions have been reported to occur in chloride‐ion batteries because of the lower dissociation energy of chloride compounds. For fluoride‐ion batteries, reversible electrochemical energy storage was first achieved by using solid electrolytes of La‐Ba‐F composite powders or films at a high temperature of 150 °C . The use of a solid electrolyte with a high ionic conductivity has led to room‐temperature fluoride‐ion batteries having also been reported recently …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

et al. 2020

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Rechargeable batteries are considered one of the most effective energy storage technologies to bridge the production and consumption of renewable energy. The further development of rechargeable batteries with characteristics such as high energy density, low cost, safety, and a long cycle life is required to meet the ever‐increasing energy‐storage demands. This Review highlights the progress achieved with halide‐based materials in rechargeable batteries, including the use of halide electrodes, bulk and/or surface halogen‐doping of electrodes, electrolyte design, and additives that enable fast ion shuttling and stable electrode/electrolyte interfaces, as well as realization of new battery chemistry. Battery chemistry based on monovalent cation, multivalent cation, anion, and dual‐ion transfer is covered. This Review aims to promote the understanding of halide‐based materials to stimulate further research and development in the area of high‐performance rechargeable batteries. It also offers a perspective on the exploration of new materials and systems for electrochemical energy storage.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

et al. 2020

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“…Zhang et al. verwendeten die Sol‐Gel‐Spin‐Coating‐Methode und anschließendes Sintern bei einer niedrigen Temperatur von 400 °C für nur 20 min, um Dünnfilme des La 1− x Ba x F 3− x ‐Tysonit‐Elektrolyten (0≤ x ≤0.15) zu präparieren . Die Dicke der Filme kann durch Wiederholen des Coating‐ und Sinterprozesses erhöht werden.…”

Section: Halogenid‐ionen‐batterienunclassified

“…Darüber hinaus wurde über bei Raumtemperatur reversible elektrochemische Reaktionen berichtet, die aufgrund der niedrigeren Dissoziationsenergie von Chlorverbindungen in Chlorid‐Ionen‐Batterien genutzt wurden. Für Fluorid‐Ionen‐Batterien wurde reversible elektrochemische Energiespeicherung zunächst durch Nutzung fester Elektrolyten aus La‐Ba‐F‐Kompositpulver oder Beschichtungen bei einer hohen Temperatur von 150 °C erreicht . Raumtemperatur‐Fluorid‐Ionen‐Batterien profitieren von der Verwendung eines festen Elektrolyten mit hoher ionischer Leitfähigkeit und über sie wurde ebenfalls in einer aktuellen Arbeit berichtet …”

Section: Introductionunclassified

Halogenid‐basierte Materialien und Chemie für wiederaufladbare Batterien

et al. 2020

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Wiederaufladbare Batterien gelten als eine der effektivsten Energiespeichertechnologien, die die Überleitung zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch erneuerbarer Energien schafft. Die weitergehende Entwicklung wiederaufladbarer Batterien mit Eigenschaften wie hohe Energiedichte, Kostengünstigkeit, Sicherheit und eine lange Lebensdauer muss dabei die stetig zunehmenden Energiespeicheranforderungen erfüllen. Dieser Aufsatz zeigt den wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt wiederaufladbarer Batterien auf, der durch Halogenid‐basierten Materialien und Chemikalien zustande kommt, inklusive der Verwendung von Halogenid‐Elektroden, Halogendotierung von Elektroden und/oder Elektrodenoberflächen, Elektrolyt‐Design und Additive, die schnellen Ionen‐Shuttle und stabile Elektroden/Elektrolyt‐Grenzflächen ermöglichen sowie neue Batteriechemie realisieren. Eine Vielzahl von Batteriechemie basierend auf monovalentem Kation‐, multivalenten Kation‐, Anion‐ oder Dual‐Ionen‐Transfer wird beschrieben. Dieser Aufsatz zielt darauf ab, das Verständis von Halogenid‐basierten Materialien und Chemikalien zu fördern und die weitere Forschung und Entwicklung im Bereich hochleistungsfähiger wiederaufladbarer Batterien anzuregen. Er soll außerdem einen Ausblick auf die Nutzung neuer elektrochemischer Energiespeichermaterialien und ‐systeme bieten.

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“…Pure solid‐state and cost‐efficient intrinsic doping mechanism (high‐energy ball‐milling), as for tysonite‐type compounds with fluorite‐type or vice versa introduce vacancies or interstitials for increased F‐ion mobility . Considerable effort had been undertaken to develop improved fluoride‐ion conductors, as for instance with thin film spin coating of La 1‐x Ba x F 1‐x (0 ≤ x ≤ 0.15) …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

CaF ₂ solid‐state electrolytes prepared by vapor pressure exposure and solid synthesis for defect and ionic conductivity tuning

Molaiyan

Witter

2019

Mat Design & Process Comms

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CaF2 nano‐crystalline materials were synthesized by applying vapor pressure (RH 74 %) treatment and high‐energy ball‐milling. The resulting fluoride electrolytes were examined by X‐ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) studies revealing cubic structure with a crystallite size of 13 nm of particles with a typical size of 65 nm. The ionic conductivity was observed by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) which provided a maximum of 4.6·10−6 S·cm−1 at room temperature. Comparing with previous results obtained at higher relative humidity, this parameter can be used for tuning defects and ionic conductivity providing a path to optimize conditions for electrochemical applications.

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Development of tysonite-type fluoride conducting thin film electrolytes for fluoride ion batteries

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Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

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Halogenid‐basierte Materialien und Chemie für wiederaufladbare Batterien

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