Designing solid-state electrolytes for safe, energy-dense batteries

电解质 材料科学 纳米技术 储能 有机自由基电池 电化学 聚合物电解质 离子电导率 化学 电极 功率(物理) 量子力学 物理 物理化学
作者
Qing Zhao,Sanjuna Stalin,Chen‐Zi Zhao,Lynden A. Archer
出处
期刊:Nature Reviews Materials [Nature Portfolio]
卷期号:5 (3): 229-252 被引量:1678
标识
DOI:10.1038/s41578-019-0165-5
摘要

Solid-state electrolytes (SSEs) have emerged as high-priority materials for safe, energy-dense and reversible storage of electrochemical energy in batteries. In this Review, we assess recent progress in the design, synthesis and analysis of SSEs, and identify key failure modes, performance limitations and design concepts for creating SSEs to meet requirements for practical applications. We provide an overview of the development and characteristics of SSEs, followed by analysis of ion transport in the bulk and at interfaces based on different single-valent (Li+, Na+, K+) and multivalent (Mg2+, Zn2+, Ca2+, Al3+) cation carriers of contemporary interest. We analyse the progress in overcoming issues associated with the poor ionic conductivity and high interfacial resistance of inorganic SSEs and the poor oxidative stability and cation transference numbers of polymer SSEs. Perspectives are provided on the design requirements for future generations of SSEs, with a focus on the chemical, geometric, mechanical, electrochemical and interfacial transport features required to accelerate progress towards practical solid-state batteries in which metals are paired with energetic cathode chemistries, including Ni-rich and Li-rich intercalating materials, sustainable organic materials, S8, O2 and CO2. Solid-state batteries based on electrolytes with low or zero vapour pressure provide a promising path towards safe, energy-dense storage of electrical energy. In this Review, we consider the requirements and design rules for solid-state electrolytes based on inorganics, organic polymers and organic–inorganic hybrids.
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
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
chen完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
打打应助飞_不起来采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
Xiaoxiao应助lyx00采纳,获得10
4秒前
Xiaoxiao应助lyx00采纳,获得10
4秒前
CyrusSo524应助lyx00采纳,获得10
4秒前
老北京发布了新的文献求助10
7秒前
付冀川发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
踏实的白羊完成签到,获得积分10
9秒前
反杀闰土的猹完成签到,获得积分10
10秒前
老北京发布了新的文献求助10
10秒前
老北京发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
司徒冬菱完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
yy完成签到,获得积分10
11秒前
温柔雨柏完成签到,获得积分20
13秒前
15秒前
15秒前
小综的fan儿完成签到,获得积分10
15秒前
星海殇完成签到 ,获得积分0
17秒前
19秒前
QAQ完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
朴实的青枫完成签到 ,获得积分10
28秒前
30秒前
通通通发布了新的文献求助10
30秒前
科研通AI2S应助sugar采纳,获得10
31秒前
kannar完成签到,获得积分10
31秒前
devin578632发布了新的文献求助10
33秒前
爆米花应助zhscu采纳,获得10
35秒前
Orange应助温柔雨柏采纳,获得30
36秒前
我是老大应助欢喜的手链采纳,获得10
36秒前
小乌龟完成签到 ,获得积分10
36秒前
超级笑南发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
zhangxinxin完成签到 ,获得积分10
38秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Fashion Brand Visual Design Strategy Based on Value Co-creation 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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3777834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323349
关于积分的说明 10214106
捐赠科研通 3038590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667553
邀请新用户注册赠送积分活动 798161
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758290