In Situ Integration of a Flame Retardant Quasisolid Gel Polymer Electrolyte with a Si-Based Anode for High-Energy Li-Ion Batteries

阻燃剂 电解质 阳极 材料科学 原位 离子 聚合物 能量密度 聚合物电解质 化学工程 储能 电极 工程物理 复合材料 离子电导率 化学 有机化学 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Qian Liu,Yifeng Feng,Jiqiong Liu,Yijie Liu,Xuzixu Cui,Yi-Jun He,Yanna NuLi,Jiulin Wang,Jun Yang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (20): 13384-13396 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c03570
摘要

Silicon (Si) stands out as a promising high-capacity anode material for high-energy Li-ion batteries. However, a drastic volume change of Si during cycling leads to the electrode structure collapse and interfacial stability degradation. Herein, a multifunctional quasisolid gel polymer electrolyte (QSGPE) is designed, which is synthesized through the in situ polymerization of methylene bis(acrylamide) with silica-nanoresin composed of nanosilica and a trifunctional cross-linker in cells, leading to the creation of a "breathing" three-dimensional elastic Li-ion conducting framework that seamlessly integrates an electrode, a binder, and an electrolyte. The silicon particles within the anode are encapsulated by buffering the QSGPE after cross-linking polymerization, which synergistically interacts with the existing PAA binder to reinforce the electrode structure and stabilize the interface. In addition, the formation of the LiF- and Li3N-rich SEI layer further improves the interfacial property. The QSGPE demonstrates a wide electrochemical window until 5.5 V, good flame retardancy, high ionic conductivity (1.13 × 10–3 S cm–1), and a Li+ transference number of 0.649. The advanced QSGPE and cell design endow both nano- and submicrosized silicon (smSi) anodes with high initial Coulombic efficiencies over 88.0% and impressive cycling stability up to 600 cycles at 1 A g–1. Furthermore, the NCM811//Si cell achieves capacity retention of ca. 82% after 100 cycles at 0.5 A g–1. This work provides an effective strategy for extending the cycling life of the Si anode and constructing an integrated cell structure by in situ polymerization of the quasisolid gel polymer electrolyte.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
galaxy完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
cdercder发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
吴志伟完成签到,获得积分10
2秒前
mumu完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
6秒前
华仔应助阿洁采纳,获得10
7秒前
科研通AI6应助jn采纳,获得10
9秒前
kigyccwh完成签到,获得积分10
9秒前
仓鼠球完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI5应助文艺的芫采纳,获得10
10秒前
革命努力完成签到,获得积分20
11秒前
高文强完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
白冰完成签到 ,获得积分20
14秒前
扎心应助DingMuSCU采纳,获得10
14秒前
酷波er应助许子健采纳,获得10
15秒前
Icelyn发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
打打应助小咩采纳,获得10
17秒前
17秒前
一只杰妮龟完成签到,获得积分10
18秒前
wanci应助甜甜宛海采纳,获得10
18秒前
AzureWindX完成签到,获得积分10
18秒前
李爱国应助单纯白梦采纳,获得10
19秒前
19秒前
阿洁发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
NexusExplorer应助Sun采纳,获得10
20秒前
Lucas应助害羞洙采纳,获得10
20秒前
20秒前
一只鱼完成签到,获得积分10
20秒前
浩气长存完成签到 ,获得积分10
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
22秒前
myit发布了新的文献求助10
22秒前
zx发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Chemistry 1500
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
Introducing Sociology Using the Stuff of Everyday Life 400
Conjugated Polymers: Synthesis & Design 400
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 380
一國兩制與國家安全 : 香港國安法透視 350
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4276486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3805333
关于积分的说明 11923614
捐赠科研通 3452121
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1893221
邀请新用户注册赠送积分活动 943512
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 847314