246:) phase. Although the tetragonal phase can be obtained at lower synthesis temperatures than the cubic phase, the latter has higher conductivity than the former. Both phases possess the same structural framework but there is a difference in the distribution of Li atoms, which dominantly determines the ionic conductivity of LLZO, Li ions have more available sites for migration in the cubic phase than in the tetragonal phase. Moreover, the cubic phase LLZO is very stable in air while the tetragonal phase suffers from a
43:
215:. LLZO exhibits favorable characteristics, including the accessibility of starting materials, cost-effectiveness, and straightforward preparation and densification processes. These attributes position this zirconium-containing lithium garnet as a promising solid electrolyte for all-solid-state lithium-ion rechargeable batteries.
226:
The enhanced lithium ion conductivity and reduced activation energy observed in LLZO, compared to other lithium-containing garnets, can be attributed to several factors. These include an expansion in the cubic lattice constant, an increase in lithium ion concentration, reduced chemical interactions
218:
Moreover, LLZO demonstrates a notable total conductivity, surpassing most other solid lithium-ion conductors and many lithium garnets. The fact that the total and bulk conductivities are of the same order of magnitude distinguishes LLZO garnet-type oxide as particularly attractive when compared to
222:
Since oxygen, zirconium, and lanthanum in LLZO are rigidly bound in the framework of the garnet-like structure, their mobility will be negligible at operating temperatures and, hence, the ionic motion is due to the transport of Li ions.
219:
other ceramic lithium-ion conductors. This suggests that LLZO, with its garnet-like structure, holds significant promise for enhancing the performance of solid-state lithium-ion rechargeable batteries.
343:
Tsai, Chih-Long; Ma, Qianli; Dellen, Christian; Lobe, Sandra; Vondahlen, Frank; Windmüller, Anna; Grüner, Daniel; Zheng, Hao; Uhlenbruck, Sven; Finsterbusch, Martin; Tietz, Frank (2018-12-18).
211:
and thermal and chemical stability against reactions with prospective electrode materials, mainly lithium metal, giving it an advantage for use as an electrolyte in
3295:
82:
718:
2368:
227:
between Li ions and other lattice ions, and improved densification. Even when compared to the conductivity of the relatively unstable polycrystalline Li
885:
3262:
2267:
3211:
3185:
3165:
594:
Geiger, C.A.; Alekseev, E.; Lazic, B.; Fisch, M.; rmbruster, T.; Langner, R.; Fechtelkord, M.; Kim, N.; Pettke, T.; Weppner, W. (2010-12-28).
767:
345:"A garnet structure-based all-solid-state Li battery without interface modification: resolving incompatibility issues on positive electrodes"
3682:
563:"Crystal Structure and Preparation of Li7La3Zr2O12 (LLZO) Solid-State Electrolyte and Doping Impacts on the Conductivity: An Overview"
258:
3288:
57:
2390:
2309:
1669:
208:
711:
298:"Structure and Lithium-Ion Dynamics in Fluoride-Doped Cubic Li7La3Zr2O12 (LLZO) Garnet for Li Solid-State Battery Applications"
634:
470:"Crystal Structure Revision and Identification of Li-Ion Migration Pathways in the Garnet-Like Li5La3M2O12 (M: Nb, Ta) Oxides"
3088:
3687:
3376:
2730:
811:
231:
N at lower temperatures, LLZO demonstrates comparable performance. However, at elevated temperatures, LLZO outperforms Li
160:
3770:
3281:
2020:
1258:
757:
3160:
2705:
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1431:
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212:
2292:
2152:
1875:
1556:
1451:
1208:
501:"Lithium nitride and related materials case study of the use of modern solid state research techniques"
2833:
2046:
2034:
1311:
1279:
1190:
858:
846:
390:
Ramakumar, S.; Deviannapoorani, C.; Dhivya, L.; Shankar, Lakshmi S.; Murugan, Ramaswamy (2017-07-01).
3614:
3368:
3180:
2823:
2132:
2087:
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2025:
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2008:
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1968:
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1479:
1237:
1203:
1119:
1095:
1050:
296:
Yeandel, Stephen R.; Chapman, Benjamin J.; Slater, Peter R.; Goddard, Pooja (2018-12-13).
532:"Synthesis of Cubic Phase Li7La3Zr2O12 Electrolyte for Solid-State Lithium-Ion Batteries"
596:"Crystal Chemistry and Stability of "Li7La3Zr2O12" Garnet: A Fast Lithium-Ion Conductor"
392:"Lithium garnets: Synthesis, structure, Li+ conductivity, Li+ dynamics and applications"
3247:
2511:
2332:
1595:
1577:
1572:
951:
154:
3754:
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2870:
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1832:
1710:
1702:
1685:
516:
376:
329:
635:"This super energy dense battery could nearly double the range of electric vehicles"
3677:
3237:
3175:
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3044:
3005:
2915:
2860:
2850:
2322:
253:
Press reports have stated that LLZO is believed to be the electrolyte used by
239:
139:
469:
415:
368:
321:
313:
3304:
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3034:
2969:
2875:
658:
595:
561:
Raju, M.M.; Altayran, F.; Johnson, M.; Wang, D.; Zhang, Q (2021-07-19).
547:
3257:
2905:
2890:
2828:
360:
265:
196:
3273:
611:
275:
LLZO has also been used as an electrolyte material in next-generation
1426:
200:
696:
153:
Except where otherwise noted, data are given for materials in their
1411:
42:
32:
3277:
700:
431:"Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Type Li7La3Zr2O12"
207:
in lithium-based battery technologies. LLZO has a high
468:
Thangadurai, V.; Adams, S.; Weppner, W. (2004-09-24).
203:
material that is under investigation for its use in
3153:
3087:
2789:
2308:
734:
429:Murugan, R.; Thangadurai, V.; Weppner, W. (2007).
2323:Hemolithin (extraterrestrial protein)
250:occurring at around 100 – 150 °C in air.
66:InChI=1S/3La.7Li.12O.2Zr/q3*+3;7*+1;12*-2;2*+4
3289:
712:
8:
235:N, exhibiting a higher total conductivity.
3296:
3282:
3274:
719:
705:
697:
18:
578:
3737:
3733:
3263:Environmentally friendly red light flare
1012:
1008:
998:
994:
984:
980:
970:
904:
536:Electrochemical and Solid-State Letters
288:
87:
62:
3166:Heteroatom-promoted lateral lithiation
677:"Battery and Supercapacitor Materials"
195:) or lithium lanthanum zirconate is a
69:Key: SHSHVJZBGYRKOB-UHFFFAOYSA-N
7:
302:The Journal of Physical Chemistry C
530:Tan, J.; Tiwari, A. (2011-12-28).
14:
238:LLZO has two stable phases: the
173:Lithium lanthanum zirconium oxide
129:
111:
157:(at 25 °C , 100 kPa).
117:
16:Lithium-stuffed garnet material
349:Sustainable Energy & Fuels
268:is working on next-generation
123:
1:
3253:Magnesium–lithium alloys
408:10.1016/j.pmatsci.2017.04.007
396:Progress in Materials Science
633:Temple, James (2020-12-08).
517:10.1016/0167-2738(82)90012-1
2922:Lithiophilite LiMnPO
3792:
580:10.3390/electrochem2030026
272:with LLZO as electrolyte.
3312:
3022:Spodumene LiAl(SiO
2932:Lithiophosphate Li
2852:Eucryptite LiAlSiO
151:
98:
78:
53:
24:
3161:Aluminium–lithium alloys
3051:Triphylite LiFePO
2985:Pezzottaite Cs(Be
314:10.1021/acs.jpcc.8b07704
277:lithium-sulfur batteries
205:solid-state electrolytes
2877:Jadarite LiNaSiB
90:.......................
2971:Petalite LiAlSi
2892:Keatite Li(AlSi
2328:Organolithium reagents
486:10.1002/chin.200441007
474:Chemistry of Materials
447:10.1002/anie.200701144
257:for their solid-state
639:MIT Technology Review
259:lithium metal battery
242:phase and the cubic (
213:solid-state batteries
3061:Zabuyelite Li
499:Rabenau, A. (1982).
244:Cubic crystal system
3771:Lanthanum compounds
600:Inorganic Chemistry
548:10.1149/2.003203esl
308:(49): 27811–27819.
270:Lithium ion battery
147: g·mol
21:
3181:Lithium medication
2839:Fluor-liddicoatite
2755: Vinyllithium
505:Solid State Ionics
361:10.1039/C8SE00436F
209:ionic conductivity
161:Infobox references
19:
3766:Lithium compounds
3748:
3747:
3271:
3270:
728:Lithium compounds
681:American Elements
612:10.1021/ic101914e
480:(41): 2998–3006.
441:(41): 7778–7781.
264:Japanese company
169:Chemical compound
167:
166:
44:Interactive image
3783:
3740:
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3284:
3275:
3243:Lithium Triangle
3154:Other Li-related
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3001:
2979:
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