Dielectric polymer based electrolytes for high-performance all-solid-state lithium metal batteries

材料科学 电解质 离子电导率 电介质 聚合物 锂(药物) 化学工程 极化(电化学) 电导率 复合材料 光电子学 电极 化学 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Qi Kang,Yong Li,Zechao Zhuang,Dingsheng Wang,Zhi Chen,Pingkai Jiang,Xingyi Huang
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:69: 194-204 被引量:64
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.01.008
摘要

Solid polymer electrolytes (SPEs) are urgently required for achieving practical all-solid-state lithium metal batteries (ASSLMBs) but remain plagued by low ionic conductivity. Herein, we propose a strategy of salt polarization to fabricate a highly ion-conductive SPE by employing a high-dielectric polymer that can interact strongly with lithium salts. Such a polymer with large dipole moments can guide lithium cations (Li+) to be arranged along the chain, forming a continuous pathway for Li+ hopping within the SPE. The as-fabricated SPE, poly(vinylidene difluoride) (PVDF)-LiN(SO2F)2 (LiFSI), has an extraordinarily high dielectric constant (up to 108) and ultrahigh ionic conductivity (0.77 × 10−3 S cm−1). Based on the PVDF–LiFSI SPE, the assembled Li metal symmetrical cell shows excellent Li plating/stripping reversibility at 0.1 mA cm−2, 0.1 mAh cm−2 over 1500 h; the ASS LiFePO4 batteries deliver long-term cycling stability at 1 C over 350 cycles (2.74 mg cm−2) and an ultralong cycling lifespan of over 2600 h (100 cycles) with high loading (11.5 mg cm−2) at 28 °C. First-principles calculations further reveal the ion-dipole interactions-controlled conduction of Li+ in PVDF–LiFSI SPE along the PVDF chain. This work highlights the critical role of dielectric permittivity in SPE, and provides a promising path towards high-energy, long-cycling lifespan ASSLMBs.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
明天就毕业完成签到,获得积分10
1秒前
1556发布了新的文献求助10
1秒前
无无无无无无完成签到,获得积分10
2秒前
富婆阳西完成签到 ,获得积分10
2秒前
小星云发布了新的文献求助10
4秒前
zhul09完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
Mm完成签到,获得积分10
11秒前
婳嬨发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
罐罐儿完成签到,获得积分10
14秒前
W851201002完成签到,获得积分10
15秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
MMM发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
lily发布了新的文献求助10
21秒前
guoshuxian发布了新的文献求助10
23秒前
老泮发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
25秒前
rjbqs应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Survive发布了新的文献求助10
25秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
AlinaG应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
rjbqs应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
26秒前
慕青应助Qiu采纳,获得10
26秒前
丘比特应助小星云采纳,获得10
27秒前
小孙失策了完成签到 ,获得积分10
27秒前
爆米花应助QHB采纳,获得30
28秒前
hehuan0520发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2393385
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2097400
关于积分的说明 5285316
捐赠科研通 1825134
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910105
版权声明 559943
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486353