Ion Conducting Polymer Interfaces for Lithium Metal Anodes: Impact on the Electrodeposition Kinetics

材料科学 锂(药物) 电化学 阳极 电化学动力学 电解质 电镀 化学工程 动力学 离子电导率 离子键合 电镀(地质) 金属 电极 无机化学 离子 纳米技术 物理化学 化学 冶金 有机化学 图层(电子) 内分泌学 工程类 地质学 物理 医学 量子力学 地球物理学
作者
Snehashis Choudhury,Zhuojun Huang,Chibueze V. Amanchukwu,Paul E. Rudnicki,Yuelang Chen,David Boyle,Jian Qin,Yi Cui,Zhenan Bao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (35) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/aenm.202301899
摘要

Abstract Electrochemical cells that utilize metals (e.g., lithium, sodium, zinc) as anodes are under intense investigation as they are projected to replace the current lithium‐ion batteries to serve as a more energy‐dense option for commercial applications. In addition, metal electrodes provide opportunities for fundamental research of different phenomena, such as ion transport and electrochemical kinetics, in the complex environment of reactive metal‐electrodeposition. In this work, computationally and experimentally the competing effects related to transport and kinetics during the metal electrodeposition process are examined. Using Brownian dynamics simulations, it is shown that slower deposition kinetics results in a more compact and uniform Li morphology. This finding is experimentally implemented by designing ion‐containing polymeric coatings on the electrodes that simultaneously provide pathways for lithium‐ion transport, while impeding the charge transfer (Li + + e − → Li) at heterogeneous surfaces. It is further shown that these ionic polymer interfaces can significantly extend the cell‐lifetime of a lithium metal battery in both ether‐based and carbonate‐based electrolytes. Through theoretical and experimental investigations, it is found that a low kinetic to transport rate ratio is a major factor in influencing the Li plating morphology. The plating morphology can be further fine‐tuned by increasing ionic conductivity.
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
heart完成签到,获得积分10
1秒前
闪闪尔安完成签到,获得积分20
2秒前
小小细胞完成签到,获得积分10
4秒前
yjw0526完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
天真的夏云完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Cc完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
dariueng关注了科研通微信公众号
6秒前
斯文败类的应助被幸福的采萱采纳,获得30
6秒前
coco发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
1160005485发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
连国完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研小狗完成签到,获得积分10
11秒前
chen完成签到,获得积分10
12秒前
Nikodalas完成签到,获得积分10
12秒前
居里夫人发布了新的文献求助10
13秒前
研友_VZG7GZ的应助被Zoey采纳,获得10
13秒前
13秒前
sst完成签到,获得积分10
14秒前
chen发布了新的文献求助10
14秒前
领导范儿的应助被执着的雁卉采纳,获得10
15秒前
15秒前
YYYY发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
dariueng发布了新的文献求助10
17秒前
Liusong完成签到,获得积分10
17秒前
到点上车站完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
xxx完成签到,获得积分10
21秒前
wenxixin发布了新的文献求助10
21秒前
温夜云发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
邪恶痞老板完成签到,获得积分10
23秒前
Kai完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
(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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7793904
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9330308
关于积分的说明 20436556
捐赠科研通 7383760
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3324220
关于科研通互助平台的介绍 2471897
邀请新用户注册赠送积分活动 2341279