Ultrathin, flexible, solid polymer composite electrolyte enabled with aligned nanoporous host for lithium batteries

电解质 材料科学 离子电导率 纳米孔 化学工程 聚合物 快离子导体 电导率 锂(药物) 准固态 纳米技术 聚酰亚胺 分离器(采油) 电极 复合材料 化学 色素敏化染料 图层(电子) 医学 物理化学 内分泌学 工程类 物理 热力学
作者
Jiayu Wan,Jin Xie,Xian Kong,Zhe Liu,Kai Li,Feifei Shi,Allen Pei,Hao Chen,Wei Chen,Jun Chen,Xiaokun Zhang,Linqi Zong,Jiangyan Wang,Lei Chen,Jian Qin,Yi Cui
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:14 (7): 705-711 被引量:782
标识
DOI:10.1038/s41565-019-0465-3
摘要

The urgent need for safer batteries is leading research to all-solid-state lithium-based cells. To achieve energy density comparable to liquid electrolyte-based cells, ultrathin and lightweight solid electrolytes with high ionic conductivity are desired. However, solid electrolytes with comparable thicknesses to commercial polymer electrolyte separators (~10 μm) used in liquid electrolytes remain challenging to make because of the increased risk of short-circuiting the battery. Here, we report on a polymer–polymer solid-state electrolyte design, demonstrated with an 8.6-μm-thick nanoporous polyimide (PI) film filled with polyethylene oxide/lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (PEO/LiTFSI) that can be used as a safe solid polymer electrolyte. The PI film is nonflammable and mechanically strong, preventing batteries from short-circuiting even after more than 1,000 h of cycling, and the vertical channels enhance the ionic conductivity (2.3 × 10−4 S cm−1 at 30 °C) of the infused polymer electrolyte. All-solid-state lithium-ion batteries fabricated with PI/PEO/LiTFSI solid electrolyte show good cycling performance (200 cycles at C/2 rate) at 60 °C and withstand abuse tests such as bending, cutting and nail penetration. A nanoporous polyimide film filled with a solid polymer electrolyte has high ionic conductivity and high mechanical strength. An all-solid-state battery made with an approximately 10-μm-thick film shows good cyclability at 60 °C and no dendrite formation.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
最强魔神完成签到,获得积分10
1秒前
天天快乐应助彭医生采纳,获得10
1秒前
2秒前
人各有痣完成签到,获得积分10
3秒前
小二郎应助PXP采纳,获得10
3秒前
jacklin完成签到,获得积分10
7秒前
dd完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
WCheng完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
centlay应助瘦瘦的烤鸡采纳,获得10
11秒前
newgeno2003发布了新的文献求助10
13秒前
qingfeng发布了新的文献求助30
15秒前
17秒前
21秒前
共享精神应助ZHANG采纳,获得10
21秒前
文献狂魔发布了新的文献求助10
21秒前
24豆完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
英姑应助故辞采纳,获得10
24秒前
NexusExplorer应助清风采纳,获得10
24秒前
乾之三爻完成签到,获得积分20
24秒前
24秒前
SU完成签到,获得积分10
25秒前
CDI和LIB完成签到,获得积分10
25秒前
桐桐应助tqg采纳,获得10
25秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
26秒前
Navan发布了新的文献求助20
26秒前
睡洋洋发布了新的文献求助30
28秒前
29秒前
29秒前
zjf发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
DarrenVan完成签到,获得积分10
34秒前
34秒前
PXP发布了新的文献求助10
34秒前
包谷冬完成签到 ,获得积分10
35秒前
Navan完成签到,获得积分10
38秒前
40秒前
佟宛海发布了新的文献求助10
40秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Gymnastik für die Jugend 600
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Electronic Structure Calculations and Structure-Property Relationships on Aromatic Nitro Compounds 500
マンネンタケ科植物由来メロテルペノイド類の網羅的全合成/Collective Synthesis of Meroterpenoids Derived from Ganoderma Family 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2385405
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2092038
关于积分的说明 5262357
捐赠科研通 1819092
什么是DOI,文献DOI怎么找? 907240
版权声明 559124
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 484620