Multifunctional Separator Allows Stable Cycling of Potassium Metal Anodes and of Potassium Metal Batteries

材料科学 过电位 电解质 阴极 阳极 电化学 润湿 化学工程 分离器(采油) 金属 无机化学 电极 复合材料 冶金 化学 物理化学 工程类 物理 热力学
作者
Pengcheng Liu,Hongchang Hao,Hugo Celio,Jinlei Cui,Muqing Ren,Yixian Wang,Hui Dong,Aminur Rashid Chowdhury,Tanya Hutter,Frédéric A. Perras,Jagjit Nanda,John Watt,David Mitlin
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (7) 被引量:72
标识
DOI:10.1002/adma.202105855
摘要

This is the first report of a multifunctional separator for potassium-metal batteries (KMBs). Double-coated tape-cast microscale AlF3 on polypropylene (AlF3 @PP) yields state-of-the-art electrochemical performance: symmetric cells are stable after 1000 cycles (2000 h) at 0.5 mA cm-2 and 0.5 mAh cm-2 , with 0.042 V overpotential. Stability is maintained at 5.0 mA cm-2 for 600 cycles (240 h), with 0.138 V overpotential. Postcycled plated surface is dendrite-free, while stripped surface contains smooth solid electrolyte interphase (SEI). Conventional PP cells fail rapidly, with dendrites at plating, and "dead metal" and SEI clumps at stripping. Potassium hexacyanoferrate(III) cathode KMBs with AlF3 @PP display enhanced capacity retention (91% at 100 cycles vs 58%). AlF3 partially reacts with K to form an artificial SEI containing KF, AlF3 , and Al2 O3 phases. The AlF3 @PP promotes complete electrolyte wetting and enhances uptake, improves ion conductivity, and increases ion transference number. The higher of K+ transference number is ascribed to the strong interaction between AlF3 and FSI- anions, as revealed through 19 F NMR. The enhancement in wetting and performance is general, being demonstrated with ester- and ether-based solvents, with K-, Na-, or Li- salts, and with different commercial separators. In full batteries, AlF3 prevents Fe crossover and cycling-induced cathode pulverization.
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
你hao发布了新的文献求助10
1秒前
xiaohuang发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
星辰大海应助森林有木采纳,获得10
4秒前
蛋挞完成签到 ,获得积分10
7秒前
天天快乐应助zhh采纳,获得20
7秒前
10秒前
xiaohuang完成签到,获得积分10
11秒前
weny完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
阔达紫青应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
大成子发布了新的文献求助10
15秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
16秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
xs小仙女应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
三里墩头应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得30
16秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得30
17秒前
17秒前
17秒前
怀安完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778226
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323870
关于积分的说明 10216390
捐赠科研通 3039102
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667782
邀请新用户注册赠送积分活动 798389
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758366