Starfish‐Inspired Solid‐State Li‐ion Conductive Membrane with Balanced Rigidity and Flexibility for Ultrastable Lithium Metal Batteries

离子电导率 金属锂 电化学窗口 聚丙烯腈 快离子导体 电化学 准固态 纳米技术 材料科学 化学工程 分离器(采油) 聚合物 电极 化学 复合材料 色素敏化染料 物理化学 电解质 工程类 物理 热力学
作者
Liequan Liu,Lingfeng Zhu,Youliang Wang,Xinwei Guan,Zhenfang Zhang,Hui Li,Fan Wang,Hai Zhang,Ze Zhang,Zhenyu Yang,Tianyi Ma
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (7): e202420001-e202420001 被引量:71
标识
DOI:10.1002/anie.202420001
摘要

Abstract The performance of solid‐state lithium‐metal batteries (SSLMB) is often constrained by the low ionic conductivity, narrow electrochemical window, and insufficient mechanical strength of polyethylene oxide (PEO)‐based electrolytes. Inspired by the soft‐outside, rigid‐inside structure of starfish, we designed multifunctional “starfish‐type” composite polymer electrolytes (CPEs) using electrospinning technology. These CPEs feature a three‐dimensional rigid skeleton network composed of polyacrylonitrile/metal–organic frameworks/ionic liquids (PAN/MOFs/ILs), creating continuous and efficient Li + transport channels: MOFs impart rigidity, PEO acts as a cushioning outer layer to enhance interfacial compatibility, and ILs reduce interfacial resistance. The resulting CPEs exhibited excellent ionic conductivity (4.37×10 −4 S cm −1 ), a wide electrochemical window (5.34 V), uniform lithium‐ion flux, and a high transference number (0.69). Leveraging these synergistic advantages, the Li/CPEs/Li symmetric cell demonstrated outstanding dendrite suppression for over 1300 hours, and the LiFePO 4 /CPEs/Li cell retained 90.1 % capacity after 2100 cycles at 1.0 C, which is the best performance reported for SSLMB with MOF/PEO. The formation of multi‐component solid‐electrolyte interphase and its role in stabilizing lithium metal cycling were systematically elucidated through theoretical simulations and spectroscopic analysis. This nature‐inspired design provides a promising strategy for the development of stable solid‐state electrolytes with extended lifespans.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
John发布了新的文献求助10
1秒前
赵玉珊发布了新的文献求助10
1秒前
流星雨发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
余吉诃德完成签到,获得积分10
2秒前
煎饼果子不加葱完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助王首斌采纳,获得10
4秒前
只想发财完成签到 ,获得积分10
4秒前
111发布了新的文献求助10
7秒前
霍笑白发布了新的文献求助10
7秒前
葡紫明完成签到 ,获得积分10
7秒前
王359驳回了tt应助
10秒前
大模型应助淡定采文采纳,获得10
12秒前
彭于晏应助phil采纳,获得10
13秒前
14秒前
慧慧完成签到,获得积分10
16秒前
愉快白亦完成签到,获得积分10
16秒前
云起发布了新的文献求助20
17秒前
小二郎应助叶迎采纳,获得10
18秒前
xiaokache完成签到,获得积分10
20秒前
豆豆突发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
23秒前
小二郎应助球球采纳,获得10
23秒前
25秒前
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
29秒前
东风完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
29秒前
可爱的函函应助遇安采纳,获得10
30秒前
30秒前
lvolt发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
情怀应助hhdfgif采纳,获得10
31秒前
彩色元彤完成签到,获得积分20
32秒前
沉默念瑶发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
liubei2完成签到,获得积分10
33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
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5605633
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690186
关于积分的说明 14862661
捐赠科研通 4702128
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542201
邀请新用户注册赠送积分活动 1507817
关于科研通互助平台的介绍 1472113