清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

A Paradigm Shift in Anode‐Free Lithium Metal Battery: Pressure‐Activated Solid‐State Interfaces for High‐Rate Desolvated Cation Diffusion

材料科学 分离器(采油) 化学工程 插层(化学) 阳极 石墨烯 基质(水族馆) 复合数 电解质 纳米复合材料 复合材料 石墨 剥脱关节 聚丙烯酰胺 纳米技术 锂(药物) 金属 扩散 扩散阻挡层 氢 聚合物 原子扩散 化学物理 收缩率 表面能 钝化
作者
Yunsong Li,Junyu Zhang,Jiefang Zhu,Ahu Shao,Jiawen Tang,Wenzhuo Tan,Fu Liu,Zheng Wang,Jianxing Liu,Chunwei Li,Ting Liu,Qiurong Jia,Xin Feng Wang,Yue Ma
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (16): e18037-e18037 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adma.202518037
摘要

ABSTRACT Anode‐free lithium metal batteries (AF‐LMBs) promise ultrahigh gravimetric/volumetric energy densities (> 400 Wh kg − 1 /1000 Wh L − 1 ) and simplified anode manufacturing as compared to conventional alkali‐ion batteries that rely on intercalation chemistry. However, their practical implementation remains plagued by dendritic protrusion from the substrate and rapid lithium inventory depletion, which further exacerbate in Ah‐scale pouch cells. Here, this study innovates a paradigm shift through a multiscale interfacial strategy addressing the core limitations of AF‐LMBs. Scalable cation‐exchange and mechanical exfoliation firstly produce few‐layer lithium montmorillonite nanosheets that integrated with polyacrylamide gel, which are functionalized onto the polyethylene separator (FMT‐Li/PAM‐PE). The composite separator thus reconciles high mechanical strength (204.4 MPa), thermal stability (< 2.5% shrinkage at 180°C), anion screening capability (t + = 0.78), and pressure‐activated adhesion to the substrate (peel strength > 3.4 N m − 1 via hydrogen bonding). Upon the formation cycle at stack pressure of 0.5 MPa, more crucially, the composite separator intimately attaches onto the Cu substrate modified with the recycled spent graphite rich in lithiophilic defects (SGR‐Cu), establishing the solid‐state Li + diffusion pathway at the separator‐anode interface and mitigating solvated Li + interaction. As assembled with a densely‐packed LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (3.6 mAh cm −2 ) cathode, the 1.0 Ah pouch cell achieves 81.1% capacity retention over 200 cycles, gravimetric/volumetric energy densities of 453.3 Wh kg − 1 / 1183.2 Wh L −1 and extreme power output of 1045.0 W kg − 1 . Beyond insights into multiscale ion regulation, this interfacial strategy also unlocks viability across diverse cell configurations (e.g., LiFePO 4 /Ni92||Cu), enabling the high‐rate cation diffusion for the commercial AF‐LMB prototyping.
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
小悦完成签到 ,获得积分10
3秒前
靓丽的初丹完成签到,获得积分10
21秒前
迷路万天完成签到,获得积分10
35秒前
小巧的孤丹完成签到,获得积分10
44秒前
美丽妙彤完成签到,获得积分10
52秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
MchemG的应助被科研通管家采纳,获得20
1分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
light完成签到 ,获得积分10
1分钟前
粗心的丹萱完成签到,获得积分10
1分钟前
外向夜阑完成签到,获得积分10
1分钟前
威武青寒完成签到,获得积分10
1分钟前
安详冰夏完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
冷酷冬卉完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
缓慢的秋荷完成签到,获得积分10
2分钟前
靓丽花瓣完成签到,获得积分10
2分钟前
MchemG的应助被科研通管家采纳,获得20
3分钟前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
桐桐的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
单纯寄云完成签到,获得积分10
3分钟前
楚科研完成签到 ,获得积分10
3分钟前
草根儿完成签到,获得积分10
3分钟前
飘逸的安珊完成签到,获得积分10
3分钟前
光亮的金鑫完成签到,获得积分10
3分钟前
如意的小凡完成签到,获得积分10
3分钟前
苹果梦蕊完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
LINDENG2004完成签到 ,获得积分10
4分钟前
alandan完成签到,获得积分10
4分钟前
老戎完成签到 ,获得积分10
4分钟前
无辜秋尽完成签到,获得积分10
4分钟前
科目三的应助被icymars采纳,获得30
4分钟前
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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
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 8108753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516566
关于积分的说明 21503382
捐赠科研通 7685342
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3410983
关于科研通互助平台的介绍 2538278
邀请新用户注册赠送积分活动 2450911