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:734
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
1秒前
acetdw发布了新的文献求助10
2秒前
伍德沃德发布了新的文献求助10
2秒前
彭于晏应助北彧采纳,获得10
2秒前
英俊的铭应助yang采纳,获得10
2秒前
FashionBoy应助江南烟雨如笙采纳,获得10
2秒前
cy完成签到,获得积分10
3秒前
姚慧完成签到,获得积分10
3秒前
伊丽娜发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI5应助李济沧采纳,获得10
3秒前
邓娇叶发布了新的文献求助10
4秒前
包容若风完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
swy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
吕吕吕完成签到,获得积分10
6秒前
煜猪猪完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Haibrar完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
天天快乐应助Jenny采纳,获得10
7秒前
bonita完成签到,获得积分10
8秒前
敏感初露完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Jeffery发布了新的文献求助10
10秒前
21发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
CA274ABTFY完成签到,获得积分10
10秒前
敏感初露发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
kiska发布了新的文献求助10
11秒前
橘子发布了新的文献求助20
12秒前
充电宝应助江川采纳,获得10
12秒前
青青子衿发布了新的文献求助10
13秒前
ElectricBlue发布了新的文献求助20
13秒前
老阎发布了新的文献求助20
13秒前
14秒前
希望天下0贩的0应助腾腾采纳,获得10
15秒前
15秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Nonrandom distribution of the endogenous retroviral regulatory elements HERV-K LTR on human chromosome 22 500
Hydropower Nation: Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
中国临床肿瘤学会(CSCO)儿童及青少年白血病诊疗指南2025 300
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 3805753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350623
关于积分的说明 10349982
捐赠科研通 3066532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683847
邀请新用户注册赠送积分活动 809142
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765393