Mechanism of Bilayer Polymer-Based Electrolyte with Functional Molecules in Enhancing the Capacity and Cycling Stability of High-Voltage Lithium Batteries

材料科学 电解质 阴极 阳极 锂(药物) 化学工程 双层 环氧乙烷 聚合物 氧化物 电极 图层(电子) 电池(电) 扩散阻挡层 纳米技术 膜 复合材料 化学 物理 共聚物 生物化学 量子力学 医学 工程类 冶金 功率(物理) 物理化学 内分泌学
作者
Jinhai Liu,Kexin Liang,Huanhuan Duan,Guohua Chen,Yuanfu Deng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (49): 57293-57303 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsami.3c14711
摘要

Poly(ethylene oxide) (PEO)-based solid polymer electrolytes (SPEs) are favorable for all-solid-state lithium metal batteries (ASSLBs) to ensure safety and enhance energy density. However, their narrow work windows and unstable electrode/electrolyte interfaces hinder their practical application in high-voltage ASSLBs. Although introducing additives in SPEs has been proven to be effective to address the above issues, it could hardly optimize both cathode and anode interfaces by an individual additive. Herein, heterogeneously double-layer SPEs are constructed with two typical additives (LiPO 2 F 2 and LiFSI), which are used to modify the LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 (NCM)-cathode/electrolyte interface (CEI) and lithium-anode/solid electrolyte interface (SEI), and further understand their respective mechanism in enhancing the capacity and cycling stability of ASSLBs. Specifically, LiPO 2 F 2 not only leads to a uniform CEI layer to prevent the oxidation decomposition of PEO and LiTFSI but also ensures fast Li + diffusion at high voltage (>3.9 V), improving the rate performances and life spans of the cells. The LiFSI contributes to a stable SEI layer with rich LiF, suppressing the growth of lithium dendrites and maximizing the specific capacity for ASSLBs. Integrating the advantages of the two functional molecules, the optimized ASSLB displays an excellent capacity of 141.4 mAh g –1 at 1C and an outstanding capacity retention of 81.6% after 400 cycles when using the NCM cathode, even reaching 154.2 mAh g –1 at 0.1 mA cm –2 with a high mass loading (6.4 mg cm –2 ). Additionally, the bilayer SPEs also match well with a LiFePO 4 electrode with a high mass loading of 11.0 mg cm –2, displaying a high capacity of 155.7 mAh g –1 at 0.1 mA cm –2 .
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
欢呼冰枫发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
mtt完成签到,获得积分10
刚刚
hu完成签到 ,获得积分10
刚刚
硕心发布了新的文献求助10
刚刚
Wakakak完成签到,获得积分10
1秒前
长情代玉发布了新的文献求助10
1秒前
梁hx完成签到,获得积分20
1秒前
孙Tuan完成签到,获得积分10
1秒前
Hero完成签到 ,获得积分10
1秒前
沉静傲霜完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
细心的易文完成签到,获得积分10
2秒前
iiing完成签到,获得积分10
2秒前
淡定的夏青完成签到,获得积分10
2秒前
Celest完成签到,获得积分10
2秒前
粉红长耳兔完成签到,获得积分10
3秒前
huyingj发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
RADSUN完成签到,获得积分10
4秒前
呜呼啦呼完成签到 ,获得积分10
4秒前
橙橙妈妈发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
今后的应助被雪儿采纳,获得10
5秒前
5秒前
不吃青菜完成签到,获得积分10
5秒前
科目三的应助被优秀健柏采纳,获得10
5秒前
xxxxxx完成签到,获得积分10
5秒前
Lu发布了新的文献求助10
5秒前
汪汪完成签到 ,获得积分10
5秒前
ZM完成签到,获得积分10
6秒前
MyMiao完成签到,获得积分10
6秒前
充电宝的应助被trigger采纳,获得10
6秒前
莫之玉完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6.2的应助被Yangc0采纳,获得30
6秒前
小植完成签到,获得积分10
7秒前
雪松完成签到,获得积分10
7秒前
z_king_d_23完成签到,获得积分10
7秒前
辛勤梦容完成签到,获得积分10
7秒前
wangzx完成签到,获得积分10
7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
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8116181
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9522110
关于积分的说明 21537360
捐赠科研通 7694465
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3413819
关于科研通互助平台的介绍 2540033
邀请新用户注册赠送积分活动 2453711