High-entropy electrolytes for practical lithium metal batteries

电解质 离子电导率 电化学 材料科学 电导率 溶剂化 阳极 电化学窗口 快离子导体 锂(药物) 化学工程 离子 无机化学 电极 化学 物理化学 有机化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Sang Cheol Kim,Jingyang Wang,Rong Xu,Pu Zhang,Yuelang Chen,Zhuojun Huang,Yufei Yang,Zhiao Yu,Solomon T. Oyakhire,Wenbo Zhang,Louisa C. Greenburg,Mun Sek Kim,David Boyle,Philaphon Sayavong,Yusheng Ye,Jian Qin,Zhenan Bao,Yi Cui
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:8 (8): 814-826 被引量:168
标识
DOI:10.1038/s41560-023-01280-1
摘要

Electrolyte engineering is crucial for improving battery performance, particularly for lithium metal batteries. Recent advances in electrolytes have greatly improved cyclability by enhancing electrochemical stability at the electrode interfaces, but concurrently achieving high ionic conductivity has remained challenging. Here we report an electrolyte design strategy for enhanced lithium metal batteries by increasing the molecular diversity in electrolytes, which essentially leads to high-entropy electrolytes. We find that, in weakly solvating electrolytes, the entropy effect reduces ion clustering while preserving the characteristic anion-rich solvation structures, which is characterized by synchrotron-based X-ray scattering and molecular dynamics simulations. Electrolytes with smaller-sized clusters exhibit a twofold improvement in ionic conductivity compared with conventional weakly solvating electrolytes, enabling stable cycling at high current densities up to 2C (6.2 mA cm−2) in anode-free LiNi0.6Mn0.2Co0.2 (NMC622)||Cu pouch cells. The efficacy of the design strategy is verified by performance improvements in three disparate weakly solvating electrolyte systems. Electrolyte engineering has proven an effective approach to enhance the performance of lithium metal batteries. Here the authors propose a strategy by using multiple solvents in weakly solvating electrolytes—dubbed as high-entropy electrolytes—to improve the ionic conductivity while maintaining electrochemical stability, leading to high-performance 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
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
2秒前
4秒前
wujuan1606完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
啊咧发布了新的文献求助10
9秒前
彩色黑米发布了新的文献求助10
9秒前
zheng華完成签到,获得积分10
9秒前
巴达天使发布了新的文献求助30
11秒前
Giner完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
啊咧完成签到,获得积分10
16秒前
Elcric完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
清风明月完成签到,获得积分10
19秒前
shadow发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
wanci应助yn采纳,获得10
22秒前
薯条狂热爱好者完成签到 ,获得积分10
23秒前
weilei完成签到,获得积分10
23秒前
汉堡包应助Panchael采纳,获得10
24秒前
打打应助Grayson采纳,获得10
29秒前
30秒前
oxear完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
研友_nPKbNL完成签到,获得积分10
36秒前
37秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
40秒前
40秒前
40秒前
41秒前
拉布拉多多不多完成签到,获得积分10
41秒前
山鬼完成签到,获得积分10
42秒前
yn发布了新的文献求助10
42秒前
年轻的白梦完成签到 ,获得积分10
44秒前
Panchael发布了新的文献求助10
44秒前
打打应助发量多的秃子采纳,获得10
46秒前
47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
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 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 3780127
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325442
关于积分的说明 10223131
捐赠科研通 3040629
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668938
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758623