Mitigating Concentration Polarization in Dry‐Processed Ultra‐Thick Cathodes Using a Low‐Viscosity Electrolyte With Soft Li + Solvation

电解质 材料科学 阴极 极化(电化学) 溶剂化 电导率 化学工程 渗透(战争) 离子电导率 浓差极化 同种类的 动力学 化学物理 离子键合 分析化学(期刊) 强电解质 电极 离子 容量损失 电容 电阻率和电导率 无机化学
作者
Jae Bin Park,Yewon Park,Ah Reum Choi,Chaerin Park,Seonhee Jo,Seongwook Chae,Taekyun Kwon,J.K. Kim,Ji-Hoon Baik,Sung Hyun Kwon,Minjoon Park,Jin Hong Lee
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.77502
摘要

ABSTRACT Dry‐processed high‐loading cathodes are essential for realizing high‐energy‐density lithium‐metal batteries because they increase areal capacity while minimizing inactive components. However, the dense and tortuous structure of dry‐processed ultra‐thick cathodes severely retards electrolyte penetration and Li + transport, aggravating concentration polarization, accelerating interfacial degradation, and causing rapid performance decay under high‐loading conditions. Herein, we report an electrolyte design strategy that simultaneously addresses cathode‐side Li + transport limitations and anode‐side Li + desolvation kinetics by introducing methyl ethanoate (ME) as a low‐viscosity and soft‐solvating solvent. Relative to the conventional EC‐based electrolyte, the ME‐based electrolyte facilitates electrolyte penetration into the ultra‐thick cathode framework and improves ionic conductivity owing to its lower viscosity. In addition, the weaker Li + ‐solvent coordination in MD‐E contributes to a higher Li + transference number and lower Li + desolvation energy. These combined features are expected to alleviate concentration polarization by promoting more homogeneous depth‐wise Li + transport during cycling and enabling more reversible Li plating/stripping at the Li‐metal anode. Laser‐induced breakdown spectroscopy further verifies that ME‐based electrolyte enables a much more uniform depth‐wise Li + distribution in the ultra‐thick cathode. As a result, Li||NCM622 pouch cells with an active material loading of 55 mg cm −2 achieved 81% capacity retention after 100 cycles at 0.3C.
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
Wjzhen完成签到,获得积分10
刚刚
cdercder应助烟光残照采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
可爱的函函应助开心超人采纳,获得10
3秒前
CodeCraft应助Julie采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.4应助鲤鱼迎蕾采纳,获得10
4秒前
Nexus应助WXyue采纳,获得30
5秒前
盛夏微凉完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
坚定的伯云关注了科研通微信公众号
6秒前
隐形曼青应助安详香旋采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
八十七分甜完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
一个达不溜关注了科研通微信公众号
8秒前
天天快乐应助沙场秋点兵采纳,获得10
11秒前
jiang1122发布了新的文献求助10
11秒前
关月明发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6.2应助zxy采纳,获得10
12秒前
14秒前
万能图书馆应助黄海采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
刺猬发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
动听凝旋应助linllll采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
sun0115完成签到 ,获得积分10
18秒前
安详香旋发布了新的文献求助10
20秒前
关月明完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
琦琦发布了新的文献求助10
20秒前
俊逸白萱发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
21秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 2030
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 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 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 7577397
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9157055
关于积分的说明 19590380
捐赠科研通 7161285
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265331
关于科研通互助平台的介绍 2430278
邀请新用户注册赠送积分活动 2255994