A multifunctional Janus layer for LLZTO/PEO composite electrolyte with enhanced interfacial stability in solid-state lithium metal batteries

材料科学 电解质 锂(药物) 离子电导率 复合数 电化学 化学工程 杰纳斯 纳米技术 复合材料 电极 化学 医学 物理化学 工程类 内分泌学
作者
Tong Duan,Hongwei Cheng,Yanbo Liu,Qiangchao Sun,Wei Nie,Xionggang Lu,Panpan Dong,Min‐Kyu Song
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:65: 103091-103091 被引量:96
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103091
摘要

Flexible composite solid electrolytes (CSEs) show great potential in high-energy all-solid-state lithium metal batteries owing to their easy fabrication, good electrochemical properties, and high safety. However, it remains challenging to achieve good interfacial compatibility between inorganic fillers and polymer, which affects lithium-ion transport and electrochemical performances of CSEs. Herein, we design a Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO) filler coated with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MEMO) Janus layer for poly(ethylene) oxide (PEO) electrolyte (denoted as MEMO@LLZTO-PEO). We demonstrate the effect of MEMO coating on ionic transport of CSEs by the combined experimental and theoretical methods. The MEMO Janus layer facilitates uniform dispersion of filler in polymer as well as dissociates more lithium salt, which leads to much improved ionic conductivity of MEMO@LLZTO-PEO (2.16 × 10−4 S cm−1 at 30 ℃). Besides, MEMO@LLZTO could immobilize lithium salt anions via hydrogen bonding interactions and F–O chemical bonding, leading to good lithium-ion transference number (0.53) of MEMO@LLZTO-PEO. Moreover, we prepare a nonwoven fabric (NF)-supported CSE (denoted as MEMO@LLZTO-PEO-NF) to further improve the mechanical strength and safety of CSEs. The MEMO@LLZTO-PEO-NF shows great cyclability over 4000 h in a lithium symmetrical cell at a current density of 0.1 mA cm−2 (areal capacity: 0.1 mAh cm−2, 60 ℃). When used in all-solid-state Li/LiFePO4 batteries with a high active mass loading (>4 mg cm−2), MEMO@LLZTO-PEO-NF cell shows much-enhanced cyclability and rate capability at 60 ℃. This work also provides a new strategy to achieve good interfacial compatibility between inorganic fillers and polymer matrix in composite solid electrolytes for all-solid-state lithium batteries.
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
1秒前
3秒前
搜集达人应助重要的橘子采纳,获得10
4秒前
坤坤发布了新的文献求助10
5秒前
三三完成签到 ,获得积分0
5秒前
小小鱼完成签到,获得积分10
6秒前
求文献发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
橘子海完成签到,获得积分10
7秒前
共享精神应助wang采纳,获得10
8秒前
山西球迷发布了新的文献求助10
9秒前
于万金完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
丘比特应助VV采纳,获得30
9秒前
充电宝应助彩色的踏歌采纳,获得10
10秒前
秋子david发布了新的文献求助10
11秒前
复杂曼梅发布了新的文献求助10
11秒前
RuiLi发布了新的文献求助10
12秒前
高山和鸟完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
17秒前
17秒前
坚定的雁完成签到 ,获得积分10
19秒前
完美的宛亦完成签到 ,获得积分10
19秒前
燃之一手完成签到 ,获得积分10
19秒前
科研白白发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
上官若男应助文静采纳,获得10
20秒前
穆睨完成签到,获得积分10
20秒前
帅气小刺猬完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
Emma完成签到,获得积分10
21秒前
顾君如完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
细腻灯泡发布了新的文献求助10
21秒前
谨慎乌完成签到,获得积分10
21秒前
求文献发布了新的文献求助10
22秒前
22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
Petrucci's General Chemistry: Principles and Modern Applications, 12th edition 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5297492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4446334
关于积分的说明 13839177
捐赠科研通 4331500
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2377721
邀请新用户注册赠送积分活动 1372985
关于科研通互助平台的介绍 1338535