A Self‐Healing, Flowable, Yet Solid Electrolyte Suppresses Li‐Metal Morphological Instabilities

材料科学 电解质 金属 自愈 纳米技术 金属锂 化学工程 冶金 电极 物理化学 医学 工程类 病理 化学 替代医学
作者
Yubin He,Chunyang Wang,Ruoqian Lin,Enyuan Hu,Stephen E. Trask,Ju Li,Huolin L. Xin
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (49): e2406315-e2406315 被引量:25
标识
DOI:10.1002/adma.202406315
摘要

Abstract Lithium metal (Li 0 ) solid‐state batteries encounter implementation challenges due to dendrite formation, side reactions, and movement of the electrode–electrolyte interface in cycling. Notably, voids and cracks formed during battery fabrication/operation are hot spots for failure. Here, a self‐healing, flowable yet solid electrolyte composed of mobile ceramic crystals embedded in a reconfigurable polymer network is reported. This electrolyte can auto‐repair voids and cracks through a two‐step self‐healing process that occurs at a fast rate of 5.6 µm h −1 . A dynamical phase diagram is generated, showing the material can switch between liquid and solid forms in response to external strain rates. The flowability of the electrolyte allows it to accommodate the electrode volume change during Li 0 stripping. Simultaneously, the electrolyte maintains a solid form with high tensile strength (0.28 MPa), facilitating the regulation of mossy Li 0 deposition. The chemistries and kinetics are studied by operando synchrotron X‐ray and in situ transmission electron microscopy (TEM). Solid‐state NMR reveals a dual‐phase ion conduction pathway and rapid Li + diffusion through the stable polymer‐ceramic interphase. This designed electrolyte exhibits extended cycling life in Li 0 –Li 0 cells, reaching 12 000 h at 0.2 mA cm −2 and 5000 h at 0.5 mA cm −2 . Furthermore, owing to its high critical current density of 9 mA cm −2 , the Li 0 –LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (NMC811) full cell demonstrates stable cycling at 5 mA cm −2 for 1100 cycles, retaining 88% of its capacity, even under near‐zero stack pressure conditions.
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
xu留下了新的社区评论
2秒前
2秒前
dingding完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
HHH完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
makabaka完成签到,获得积分10
3秒前
谨慎的枫叶完成签到,获得积分10
3秒前
LDaaa应助刘世敏采纳,获得10
4秒前
wasabi完成签到,获得积分20
5秒前
科研通AI6.4应助lz采纳,获得10
6秒前
在水一方应助李密采纳,获得10
6秒前
帅气碧萱给leery的求助进行了留言
6秒前
所所应助LGH采纳,获得10
6秒前
7秒前
小恩发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
mzs发布了新的文献求助10
9秒前
无限的紫蓝完成签到 ,获得积分10
11秒前
暮灯发布了新的文献求助30
12秒前
慕青应助David学术民工采纳,获得10
12秒前
廿五发布了新的文献求助30
12秒前
筚路蓝缕发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
wrl2023完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
无知完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
YUYUFENG发布了新的文献求助10
16秒前
米奇奇奇完成签到,获得积分10
16秒前
帅气碧萱应助anugraphics采纳,获得80
16秒前
Jm完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.2应助zzz采纳,获得10
17秒前
JamesPei应助填海采纳,获得10
18秒前
岚岚发布了新的文献求助10
19秒前
小马甲应助不周采纳,获得10
20秒前
20秒前
今后应助你好晚安采纳,获得10
21秒前
David学术民工完成签到,获得积分10
21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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7747950
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9296180
关于积分的说明 20233931
捐赠科研通 7329325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308744
关于科研通互助平台的介绍 2460530
邀请新用户注册赠送积分活动 2320713