Long‐cycling and High‐voltage Solid State Lithium Metal Batteries Enabled by Fluorinated and Crosslinked Polyether Electrolytes

金属锂 电解质 锂(药物) 聚合物 阴极 材料科学 电池(电) 高压 有机自由基电池 快离子导体 制作 化学工程 电压 电极 化学 复合材料 电气工程 工程类 功率(物理) 物理 量子力学 病理 医学 内分泌学 物理化学 替代医学
作者
Jie Zhu,Ruiqi Zhao,Jinping Zhang,Xingchen Song,Jie Liu,Nuo Xu,Hongtao Zhang,Xiangjian Wan,Xinyi Ji,Yanfeng Ma,Chenxi Li,Yongsheng Chen
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (17): e202400303-e202400303 被引量:83
标识
DOI:10.1002/anie.202400303
摘要

Solid-state lithium metal batteries (LMBs), constructed through the in situ fabrication of polymer electrolytes, are considered a critical strategy for the next-generation battery systems with high energy density and enhanced safety. However, the constrained oxidation stability of polymers, such as the extensively utilized polyethers, limits their applications in high-voltage batteries and further energy density improvements. Herein, an in situ fabricated fluorinated and crosslinked polyether-based gel polymer electrolyte, FGPE, is presented, exhibiting a high oxidation potential (5.1 V). The fluorinated polyether significantly improves compatibility with both lithium metal and high-voltage cathode, attributed to the electron-withdrawing -CF3 group and the generated LiF-rich electrolyte/electrode interphase. Consequently, the solid-state Li||LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 batteries employing FGPE demonstrate exceptional cycling performances of 1000 cycles with 78 % retention, representing one of the best results ever reported for polymer electrolytes. Moreover, FGPE enables batteries to operate at 4.7 V, realizing the highest operating voltage of polyether-based batteries to date. Notably, our designed in situ FGPE provides the solid-state batteries with exceptional cycling stability even at practical conditions, including high cathode loading (21 mg cm-2) and industry-level 18650-type cylindrical cells (1.3 Ah, 500 cycles). This work provides critical insights into the development of oxidation-stable polymer electrolytes and the advancement of practical high-voltage LMBs.
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
共享精神应助皮卡丘采纳,获得10
刚刚
离岸完成签到,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
2秒前
yaowenjun完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
青青完成签到,获得积分10
2秒前
断水断粮的科研民工完成签到,获得积分10
3秒前
ablerHope应助蓝天采纳,获得10
3秒前
小陶子完成签到,获得积分10
3秒前
大大怪完成签到,获得积分10
4秒前
bkagyin应助程橙澄采纳,获得10
4秒前
孟雯毓完成签到,获得积分10
5秒前
shinhee完成签到,获得积分10
5秒前
微风低回发布了新的文献求助10
5秒前
yjq完成签到,获得积分10
6秒前
肯德鸭完成签到,获得积分10
7秒前
Communist完成签到,获得积分10
7秒前
2025110031077完成签到 ,获得积分10
8秒前
六也完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小曾完成签到,获得积分10
9秒前
七子完成签到,获得积分0
11秒前
gaga完成签到,获得积分10
12秒前
AAA工位主理人完成签到,获得积分10
12秒前
zzx396完成签到,获得积分0
13秒前
朴素凡阳完成签到,获得积分10
13秒前
Alan完成签到,获得积分10
14秒前
做实验太菜完成签到,获得积分10
14秒前
YBurger完成签到,获得积分10
16秒前
江水边完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
骤世界完成签到 ,获得积分10
17秒前
小羊完成签到 ,获得积分10
17秒前
FooLeup立仔完成签到,获得积分10
18秒前
tangaohao_123456完成签到,获得积分10
18秒前
CipherSage应助于沁冉采纳,获得10
19秒前
皮卡丘发布了新的文献求助10
20秒前
小蜜蜂完成签到,获得积分10
20秒前
超飞完成签到,获得积分10
20秒前
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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440991
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254828
关于积分的说明 17572839
捐赠科研通 5499314
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876802
关于科研通互助平台的介绍 1716941