Ultrathin, Mechanically Robust Quasi-Solid Composite Electrolyte for Solid-State Lithium Metal Batteries

材料科学 电解质 复合数 氧化物 离子电导率 化学工程 石墨烯 环氧乙烷 准固态 阳极 纳米技术 复合材料 聚合物 共聚物 冶金 电极 物理化学 化学 工程类 色素敏化染料
作者
Qingrong Wang,Hongli Xu,Zhongbo Liu,Shang‐Sen Chi,Jian Chang,Jun Wang,Chaoyang Wang,Yonghong Deng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (17): 22482-22492 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.4c01426
摘要

Herein, we present the preparation and properties of an ultrathin, mechanically robust, quasi-solid composite electrolyte (SEO-QSCE) for solid-state lithium metal battery (SLB) from a well-defined polystyrene-b-poly(ethylene oxide) diblock copolymer (SEO), Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12 nanofiller, and fluoroethylene carbonate plasticizer. Compared with the ordered lamellar microphase separation of SEO, the SEO-QSCE displays bicontinuous phases, consisting of a Li+ ion conductive poly(ethylene oxide) domain and a mechanically robust framework of the polystyrene domain. Therefore, the 12 μm-thick SEO-QSCE membrane exhibits an exceptional ionic conductivity of 1.3 × 10–3 S cm–1 at 30 °C, along with a remarkable tensile strength of 5.1 MPa and an elastic modulus of 2.7 GPa. The high mechanical robustness and the self-generated LiF-rich SEI enable the SEO-QSCE to have an extraordinary lithium dendrite prohibition effect. The SLB of Li|SEO-QSCE|LiFePO4 reveals superior cycling performances at 30 °C for over 600 cycles, maintaining an initial discharge capacity of 145 mAh g–1 and a remarkable capacity retention of 81% (117 mAh g–1) after 400 cycles at 0.5 C. The high-voltage SLB of Li|SEO-QSCE|LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2 displays good cycling stability for over 150 cycles at 30 °C. Moreover, the exceptional robustness of SEO-QSCE enables the high-voltage solid-state pouch cell of Li|SEO-QSCE|LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2 with high flexibility and excellent safety features. The current investigation delivers a promising and innovative approach for preparing quasi-solid electrolytes with features of ultrathin design, mechanical robustness, and exceptional electrochemical performance for high-voltage SLBs.
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
1秒前
Tonald Yang发布了新的文献求助10
2秒前
CipherSage应助a焦采纳,获得10
3秒前
3秒前
15884134873完成签到,获得积分10
3秒前
星辰大海应助喜悦采纳,获得10
5秒前
难过盼海发布了新的文献求助10
9秒前
xxhhh完成签到 ,获得积分10
10秒前
来来完成签到 ,获得积分10
13秒前
狂野映寒发布了新的文献求助10
15秒前
wzy发布了新的文献求助10
15秒前
调皮平安完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
不倦应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
welch完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
LJM完成签到,获得积分10
28秒前
慕青应助飞翔的翅膀采纳,获得10
28秒前
润物无声完成签到,获得积分10
33秒前
35秒前
36秒前
我是老大应助Winston采纳,获得10
38秒前
ding应助hanchangcun采纳,获得10
39秒前
41秒前
小管完成签到,获得积分10
43秒前
Huang完成签到,获得积分10
43秒前
46秒前
Orange应助江海寄馀生采纳,获得10
47秒前
科研通AI2S应助a焦采纳,获得10
47秒前
52秒前
XXDD小吴发布了新的文献求助10
52秒前
火星仙人掌完成签到 ,获得积分10
52秒前
ipcy完成签到 ,获得积分10
53秒前
小马甲应助guan采纳,获得10
53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
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
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 3781475
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326986
关于积分的说明 10229195
捐赠科研通 3041927
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669688
邀请新用户注册赠送积分活动 799249
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758757