Fiber swelling to improve cycle performance of paper-based separator for lithium-ion batteries application

分离器(采油) 电解质 材料科学 扫描电子显微镜 离子电导率 肿胀 的 化学工程 电化学 电导率 离子 分析化学(期刊) 化学 复合材料 电极 色谱法 有机化学 热力学 物理 工程类 物理化学
作者
Zhenghao Li,Wei Wang,Xinmiao Liang,Jianlin Wang,Yonglin Xu,Wei Li
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:79: 92-100 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.08.030
摘要

It is well established that paper-based separators display short-circuit risk in lithium-ion batteries due to their intrinsic micron-sized pores. In this research, we have adjusted pore structure of paper by fiber swelling in liquid electrolyte. Specifically, the paper-based separator is prepared by propionylated sisal fibers through a wet papermaking process. Scanning electron microscope (SEM) and multi-range X-ray nano-computed tomography (CT) images display strong swelling of modified fibers after electrolyte absorption, which can effectively decrease the pore size of separator. Due to the high electrolyte uptake (817 wt%), paper-based separator exhibits ionic conductivity of 2.93 mS cm−1. 7Li solid-state NMR spectroscopy and Gaussian simulation reveal that the formation of local high Li+ ion concentration in the separator and its low absorption energy with Li+ ion (62.2 kcal mol−1) is conducive to the ionic transportation. In particular, the assembled Li/separator/LiFePO4 cell displays wide electrochemical stability window (5.2 V) and excellent cycle performance (capacity retention of 96.6% after 100 cycles at 0.5 C) due to the reduced side reactions as well as enhanced electrolyte absorption and retention capacity by propionylation. Our proposed strategy will provide a novel perspective to design high-performance bio-based separators to boost the development of clean and sustainable energy economy.
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
科研猫完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
研友_850aeZ完成签到,获得积分0
4秒前
荣幸完成签到 ,获得积分10
16秒前
John完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
铜碗完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
HUAxuan完成签到 ,获得积分10
22秒前
ABBCCC发布了新的文献求助10
24秒前
江江完成签到 ,获得积分10
28秒前
Fushuai完成签到,获得积分10
31秒前
小呀嘛小郎中完成签到 ,获得积分10
32秒前
嗯嗯完成签到 ,获得积分10
32秒前
LLYYWW发布了新的文献求助10
33秒前
swordshine完成签到,获得积分0
35秒前
今后应助酷酷的板凳采纳,获得10
35秒前
无辜茗完成签到 ,获得积分10
36秒前
任性的思远完成签到 ,获得积分10
38秒前
able1325完成签到 ,获得积分10
40秒前
xiaoyi完成签到 ,获得积分10
42秒前
cccc完成签到,获得积分10
43秒前
lzm完成签到 ,获得积分10
49秒前
十月完成签到 ,获得积分10
57秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
59秒前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
龙行天下完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Elthrai完成签到 ,获得积分10
1分钟前
breif完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Joanne完成签到 ,获得积分10
1分钟前
球状闪电完成签到,获得积分10
1分钟前
FCYFC应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kkkk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LingMg完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Weizhuo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小宇宙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tutu完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7282370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8903165
关于积分的说明 18833858
捐赠科研通 6953259
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207556
关于科研通互助平台的介绍 2377841
邀请新用户注册赠送积分活动 2182729