Bio-Inspired Polydopamine-Modified ZIF-90-Supported Gel Polymer Electrolyte for High-Safety Lithium Metal Batteries

材料科学 电解质 化学工程 锂(药物) 离子电导率 离子液体 金属有机骨架 热稳定性 纳米颗粒 聚合物 纳米技术 无机化学 吸附 电极 化学 有机化学 复合材料 医学 物理化学 工程类 内分泌学 催化作用
作者
Dongyun Wang,Biyu Jin,Xinyu Yao,Jiao Huang,Yongyuan Ren,Xiao Xu,Xiao Han,Fanqun Li,Feng Gao,Xiaoli Zhan,Qinghua Zhang
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (21): 11146-11156 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsaem.3c01958
摘要

Gel polymer electrolytes (GPEs) with high ionic conductivity and good flexibility have emerged as promising alternatives to traditional liquid electrolytes. Metal–organic frameworks (MOFs), with a hierarchical pore structure and high porosity, have attracted widespread attention as high-performance solid electrolytes. However, severe agglomeration of MOF particles hampers Li+ transport, and the flammability of organic liquid electrolytes in GPEs poses safety risks. Herein, inspired by the bioadhesive properties of marine mussels, we developed novel polydopamine (PDA)-modified zeolitic imidazole framework-90 (ZIF-90) nanoparticles to act as a robust support layer. Based on the nonflammability and environmental friendliness of ionic liquids (ILs), through thiol–ene click chemistry, an IL-based gel is fabricated. PDA exhibits exceptional interfacial bonding between organic and inorganic components, thereby facilitating efficient Li+ transfer. The stable three-dimensional open framework of ZIF-90 anchors bulky ions of IL and lithium salt while allowing unrestricted movement of small Li+. The nanowetting interface formed by ZIF-90 and IL, along with the polyether segments on the gel backbone, further facilitates Li+ migration. The resulting ZIF-90@PDA GPE exhibits a high ionic conductivity of 2.98 × 10–4 S cm–1 at 30 °C and a lithium-ion transference number of 0.43. Moreover, enhanced suppression of lithium dendrite growth, along with notable thermal stability and flame retardancy is achieved. The assembled LiFePO4/Li cell demonstrates remarkable cycling performance, exhibiting an initial discharge capacity of 140 mAh g–1 at 30 °C and 0.5 C, with a capacity retention of 90% after 300 cycles.
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
大个应助yyy采纳,获得10
1秒前
你爹完成签到,获得积分10
1秒前
鳗鱼鞋垫完成签到 ,获得积分10
1秒前
dong发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
Lin发布了新的文献求助10
2秒前
Ll发布了新的文献求助50
2秒前
3秒前
晚风发布了新的文献求助10
3秒前
zjuroc发布了新的文献求助20
4秒前
坦率的松发布了新的文献求助10
4秒前
xiaokai完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
Czy完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
小满完成签到,获得积分10
5秒前
文忉嫣完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
落后秋柳完成签到,获得积分20
6秒前
Akim应助zz采纳,获得10
6秒前
7秒前
三九发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI5应助czq采纳,获得30
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
坦率的松完成签到,获得积分10
9秒前
传奇3应助贤惠的正豪采纳,获得10
10秒前
111发布了新的文献求助10
10秒前
三寒鸦完成签到,获得积分10
10秒前
小木棉发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
少年郎完成签到,获得积分20
11秒前
CipherSage应助123lura采纳,获得10
11秒前
七七完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI2S应助小余采纳,获得10
11秒前
苹果骑士完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527723
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107826
关于积分的说明 9286663
捐赠科研通 2805577
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539998
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709762