Effect of LiTFSI and LiFSI on Cycling Performance of Lithium Metal Batteries Using Thermoplastic Polyurethane/Halloysite Nanotubes Solid Electrolyte

材料科学 埃洛石 电解质 热塑性聚氨酯 化学工程 锂(药物) 复合材料 电化学 电极 弹性体 医学 化学 物理化学 工程类 内分泌学
作者
Zhichuan Shen,Jiawei Zhong,Wenhao Xie,Jinbiao Chen,Xi Ke,Jianmin Ma,Zhicong Shi
出处
期刊:Acta Metallurgica Sinica (english Letters) [Springer Science+Business Media]
卷期号:34 (3): 359-372 被引量:21
标识
DOI:10.1007/s40195-021-01191-8
摘要

All-solid-state lithium batteries (ASSLB) are promising candidates for next-generation energy storage devices. Nevertheless, the large-scale commercial application of high energy density ASSLB with the polymer electrolyte still faces challenges. In this study, a thin solid polymer composite electrolyte (SPCE) is prepared through a facile and cost-effective strategy with an infiltration of thermoplastic polyurethane (TPU), lithium salt (LiTFSI or LiFSI), and halloysite nanotubes (HNTs) in a porous framework of polyethylene separator (PE) (TPU–HNTs–LiTFSI–PE or TPU–HNTs–LiFSI–PE). The composition, electrochemical performance, and especially the effect of anions (TFSI− and FSI−) on cycling performance are investigated. The results reveal that the flexible TPU–HNTs–LiTFSI–PE and TPU–HNTs–LiFSI–PE with a thickness of 34 μm exhibit wide electrochemical windows of 4.9 and 5.1 V (vs. Li+/Li) at 60 ℃, respectively. Reduction in FSI− tends to form more LiF and sulfur compounds at the interface between TPU–HNTs–LiFSI–PE and Li metal anode, thus enhancing the interfacial stability. As a result, cell composed of TPU–HNTs–LiFSI–PE exhibits a smaller increase in interfacial resistance of solid electrolyte interphase (SEI) with a distinct decrease in charge-transfer resistance during cycling. Li|Li symmetric cell with TPU–HNTs–LiFSI–PE could keep its stable overpotential profile for nearly 1300 h with a low hysteresis of approximately 39 mV at a current density of 0.1 mA cm−2, while a sudden voltage rise with internal cell impedance-surge signals was observed within 600 h for cell composed of TPU–HNTs–LiTFSI–PE. The initial capacities of NCM|TPU–HNTs–LiTFSI–PE|Li and NCM|TPU–HNTs–LiFSI–PE|Li cells were 149 and 114 mAh g−1, with capacity retention rates of 83.52% and 89.99% after 300 cycles at 0.5 C, respectively. This study provides a valuable guideline for designing flexible SPCE, which shows great application prospect in the practice of ASSLB.
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
刚刚
1秒前
大葱鸭发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
17发布了新的文献求助10
3秒前
向阳发布了新的文献求助10
4秒前
apt发布了新的文献求助10
4秒前
coko完成签到 ,获得积分10
4秒前
jiongrz完成签到,获得积分10
6秒前
张许昂发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
淡淡发布了新的文献求助10
7秒前
wheqhiuwe完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
顾志成发布了新的文献求助10
8秒前
李雪羽颀完成签到 ,获得积分10
8秒前
烟花应助eve采纳,获得30
10秒前
完美世界应助jiongrz采纳,获得10
10秒前
WQY完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
qinxie完成签到 ,获得积分10
11秒前
达芬棋发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
niniyiya发布了新的文献求助10
12秒前
CipherSage应助行走的小鱼采纳,获得10
12秒前
luym发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
研友_LMBAXn发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
moumou发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
able完成签到 ,获得积分10
17秒前
何晶晶发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
打打应助现代谷芹采纳,获得10
19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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7345526
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8957710
关于积分的说明 19021701
捐赠科研通 6996810
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3219976
关于科研通互助平台的介绍 2384901
邀请新用户注册赠送积分活动 2200245