Flexible and ion-conducting membrane electrolytes for solid-state lithium batteries: Dispersion of garnet nanoparticles in insulating polyethylene oxide

材料科学 电解质 离子电导率 纳米颗粒 色散(光学) 电导率 快离子导体 锂(药物) 电化学窗口 化学工程 离子 氧化物 纳米技术 电化学 电极 冶金 有机化学 生物化学 内分泌学 物理化学 医学 工程类 化学 物理 光学
作者
Jingxian Zhang,Ning Zhao,Miao Zhang,Yiqiu Li,Paul K. Chu,Xiangxin Guo,Zengfeng Di,Xi Wang,Hong Li
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:28: 447-454 被引量:811
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2016.09.002
摘要

Solid-state electrolytes with high ionic conductivity, large electrochemical window, good mechanical properties, and easy processability are needed for high-energy solid-state lithium batteries. In this work, composite membranes consisting of lithium garnet (i.e. Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12, LLZTO) particles and Li-salt-free polyethylene oxides (PEOs) are produced as solid-state electrolytes. Li-ion-conducting particles in nano-scale are crucial for the enhancement of conductivity and the membranes containing ~40 nm LLZTO particles exhibit conductivities nearly two orders of magnitude larger than those with the micro-scale ones, which is attributed to the difference in specific surface area related to the percolation effect. Compared to the conventional PEO doped with lithium salt, the insulating PEO in PEO:LLZTO membrane electrolyte is conducive to the suppression of lithium dendrite growth owing to prohibition of current flow. With PEO:LLZTO membrane electrolytes in conductivity of 2.1×10−4 S cm−1 at 30 °C and 5.6×10−4 S cm−1 at 60 °C, the solid-state LiFePO4/PEO:LLZTO/Li and LiFe0.15Mn0.85PO4/PEO:LLZTO/Li cells deliver energy densities of 345 Wh kg−1 (662 Wh L−1) and 405 Wh kg−1 (700 Wh L−1) (without the package weight or volume) with good rate capability and cycling performance. This study suggests that the conjunction of nano-scale Li-ion-conducting particles and an insulating polymer provides a promising solution to produce powerful solid-state electrolytes for high-performance solid-state lithium batteries.
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
慕青应助wbb1234554采纳,获得10
1秒前
GAOjiale完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
2秒前
sssully完成签到,获得积分10
2秒前
小二郎应助哈哈哈哈采纳,获得10
3秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
3秒前
淇淇完成签到,获得积分10
3秒前
sagitar应助布莱橙采纳,获得40
4秒前
小赵完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
CodeCraft应助郭佳鑫采纳,获得10
5秒前
呵呵应助素人采纳,获得50
5秒前
NexusExplorer应助dddbbbddbbddb采纳,获得10
5秒前
Dr_R完成签到,获得积分10
6秒前
凡今发布了新的文献求助10
6秒前
耍酷的翠曼完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
spacetime发布了新的文献求助10
8秒前
结实的纹完成签到,获得积分10
9秒前
王肄博发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
11完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
carve001发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
情怀应助yk采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
haydon完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
16秒前
kingsly完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
ASZXDW发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7664166
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9233722
关于积分的说明 19866128
捐赠科研通 7232937
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3282728
关于科研通互助平台的介绍 2442042
邀请新用户注册赠送积分活动 2283878