Janus Solid–Liquid Interface Enabling Ultrahigh Charging and Discharging Rate for Advanced Lithium-Ion Batteries

电解质 碳酸乙烯酯 电池(电) 电化学 阴极 材料科学 化学工程 离子 锂(药物) 储能 电极 化学 物理化学 有机化学 热力学 内分泌学 医学 功率(物理) 物理 工程类
作者
Jiaxin Zheng,Yuyang Hou,Yandong Duan,Xiaohe Song,Yi Wei,Tongchao Liu,Jiangtao Hu,Hua Guo,Zengqing Zhuo,Lili Liu,Zheng Chang,Xiaowei Wang,Danylo Zherebetskyy,Yanyan Fang,Yuan Lin,Kang Xu,Lin‐Wang Wang,Yuping Wu,Feng Pan
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:15 (9): 6102-6109 被引量:99
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.5b02379
摘要

LiFePO4 has long been held as one of the most promising battery cathode for its high energy storage capacity. Meanwhile, although extensive studies have been conducted on the interfacial chemistries in Li-ion batteries,1-3 little is known on the atomic level about the solid-liquid interface of LiFePO4/electrolyte. Here, we report battery cathode consisted with nanosized LiFePO4 particles in aqueous electrolyte with an high charging and discharging rate of 600 C (3600/600 = 6 s charge time, 1 C = 170 mAh g(-1)) reaching 72 mAh g(-1) energy storage (42% of the theoretical capacity). By contrast, the accessible capacity sharply decreases to 20 mAh g(-1) at 200 C in organic electrolyte. After a comprehensive electrochemistry tests and ab initio calculations of the LiFePO4-H2O and LiFePO4-EC (ethylene carbonate) systems, we identified the transient formation of a Janus hydrated interface in the LiFePO4-H2O system, where the truncated symmetry of solid LiFePO4 surface is compensated by the chemisorbed H2O molecules, forming a half-solid (LiFePO4) and half-liquid (H2O) amphiphilic coordination environment that eases the Li desolvation process near the surface, which makes a fast Li-ion transport across the solid/liquid interfaces possible.
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
严采波完成签到,获得积分10
1秒前
vvvv发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
liz发布了新的文献求助10
3秒前
dd完成签到 ,获得积分10
3秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
3秒前
wmh发布了新的文献求助20
3秒前
4秒前
充电宝应助柔柔采纳,获得10
5秒前
JXDYYZK完成签到,获得积分10
5秒前
ding应助shunshun采纳,获得10
5秒前
可爱的梦菲完成签到,获得积分10
6秒前
You涛完成签到,获得积分10
6秒前
john发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
博雅雅雅雅雅完成签到,获得积分10
7秒前
xzy发布了新的文献求助30
7秒前
名字无法显示完成签到,获得积分10
7秒前
summer烨完成签到,获得积分10
8秒前
Yikepp完成签到,获得积分10
10秒前
舒心谷雪完成签到 ,获得积分10
11秒前
lyx完成签到 ,获得积分10
11秒前
sci大佬发布了新的文献求助10
12秒前
无私的花生完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
洋儿发布了新的文献求助10
13秒前
共享精神应助xzy采纳,获得10
14秒前
harmy发布了新的文献求助10
14秒前
dd完成签到,获得积分10
15秒前
独孤忙发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
XZZ完成签到 ,获得积分0
17秒前
心猿完成签到,获得积分10
18秒前
tree完成签到,获得积分10
18秒前
追寻的飞槐完成签到,获得积分10
19秒前
cdercder应助Rewi_Zhang采纳,获得10
20秒前
小仙发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Comprehensive Organic Synthesis 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6596612
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8366591
关于积分的说明 17909352
捐赠科研通 5749165
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2953130
邀请新用户注册赠送积分活动 1928440
关于科研通互助平台的介绍 1822223