A versatile nano-TiO2 decorated gel separator with derived multi-scale nanofibers towards dendrite-blocking and polysulfide-inhibiting lithium-metal batteries

材料科学 多硫化物 纳米纤维 化学工程 纳米- 电解质 纳米尺度 分离器(采油) 枝晶(数学) 纳米技术 金属 电极 锂(药物) 冶金 复合材料 化学 数学 物理化学 内分泌学 工程类 物理 热力学 医学 几何学
作者
Huijuan Zhao,Jing Yan,Nanping Deng,Weimin Kang,Bowen Cheng
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:55: 190-201 被引量:56
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2020.07.015
摘要

In this study, a versatile fluorine-bearing gel membrane with multi-scale nanofibers was rationally designed and synthesized via facile one-step blend electrospinning of nano-titanium dioxide (TiO2) particles and fluorinated poly-m-phenyleneisophthalamide (PMIA) polymer solution. The prepared multi-scale TiO2-assisted gel separator presented relatively high porosity, small aperture, giving rise to superior affinity to electrolyte and sufficient active sites to accelerate lithium ions migration. Meanwhile, the as-fabricated multifunctional GPE also rendered outstanding heat-resistance and well-distributed lithium-ions flux, and the mutual overlaps between the coarse fibers and the fine fibers within the multi-scale nanofiber membrane provided a strong skeleton support, which in turn laid a solid footing stone for high-security and dendrite-proof batteries. Particularly, the nano-TiO2 particles within PMIA membrane acted as “gatekeepers”, which can not only resist the growth of lithium dendrites, but also intercept the dissolved polysulfide on cathode side. Based on these merits, the gel PMIA-based lithium cobalt (LCO)/lithium battery obtained the remarkably improved rate capability and cycle performances on account of superior ionic conductivity, steady anodic stability window and weakened polarization behavior. Meanwhile, the resultant lithium-sulfur cell also delivered the outstanding cycling stability with the aid of the greatly prevented “shuttle effect” of dissolved lithium polysulfides based on the physical trapping and chemical binding of the prepared GPE to polysulfides species. This work proved that the addition of functional inorganic nanoparticles similar with TiO2 in multi-scale gel PMIA membrane can enhance the lithium ions transport capability, resist the growth of lithium dendrites as well as inhibit the shuttle effect of polysulfides, which would prompt a great development for dendrite-blocking and polysulfide-inhibiting lithium-metal cells.
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
dasfsdf完成签到,获得积分10
1秒前
科研民工李完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
要奋斗的小番茄完成签到,获得积分10
3秒前
pojnlaw97完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
占那个完成签到 ,获得积分10
7秒前
郭子兴发布了新的文献求助10
7秒前
凌云完成签到,获得积分10
9秒前
ahui发布了新的文献求助10
9秒前
牧青的应助被博修采纳,获得200
13秒前
vvv完成签到 ,获得积分10
14秒前
16秒前
可爱的函函的应助被郭子兴采纳,获得10
16秒前
17秒前
温柔的忆之完成签到,获得积分10
18秒前
xldongcn完成签到 ,获得积分10
18秒前
Sleven完成签到,获得积分10
21秒前
张丹蕊完成签到 ,获得积分10
21秒前
Lv完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
CC完成签到,获得积分10
24秒前
默默的紫山完成签到 ,获得积分10
24秒前
chi完成签到,获得积分10
24秒前
风中的不平完成签到,获得积分10
25秒前
ahui完成签到 ,获得积分20
25秒前
桐桐的应助被猎人1995采纳,获得10
25秒前
26秒前
wszhang发布了新的文献求助20
30秒前
欧阳月空发布了新的文献求助10
31秒前
是追风的人啊完成签到 ,获得积分10
33秒前
黄锐完成签到 ,获得积分10
35秒前
特拉法尔加完成签到,获得积分10
36秒前
满船清梦压星河完成签到 ,获得积分10
36秒前
宋相甫发布了新的文献求助10
39秒前
暖暖的禾日完成签到,获得积分10
41秒前
HH完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
落寞的绾绾完成签到,获得积分10
44秒前
46秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
English Longitudinal Study of Ageing: Waves 0-11, 1998-2024 300
2026-2030年中國基因檢測行業市場前瞻與未來投資戰略分析報告 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 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 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7828606
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9353627
关于积分的说明 20573709
捐赠科研通 7421408
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3335860
关于科研通互助平台的介绍 2480780
邀请新用户注册赠送积分活动 2356353