Flexible and ion-conducting membrane electrolytes for solid-state lithium batteries: Dispersion of garnet nanoparticles in insulating polyethylene oxide

材料科学 电解质 离子电导率 纳米颗粒 色散(光学) 电导率 快离子导体 锂(药物) 电化学窗口 化学工程 离子 氧化物 纳米技术 电化学 电极 冶金 有机化学 医学 化学 物理 生物化学 光学 物理化学 内分泌学 工程类
作者
Jingxian Zhang,Ning Zhao,Miao Zhang,Yiqiu Li,Paul K. Chu,Xiangxin Guo,Zengfeng Di,Xi Wang,Hong Li
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:28: 447-454 被引量:771
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2016.09.002
摘要

Solid-state electrolytes with high ionic conductivity, large electrochemical window, good mechanical properties, and easy processability are needed for high-energy solid-state lithium batteries. In this work, composite membranes consisting of lithium garnet (i.e. Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12, LLZTO) particles and Li-salt-free polyethylene oxides (PEOs) are produced as solid-state electrolytes. Li-ion-conducting particles in nano-scale are crucial for the enhancement of conductivity and the membranes containing ~40 nm LLZTO particles exhibit conductivities nearly two orders of magnitude larger than those with the micro-scale ones, which is attributed to the difference in specific surface area related to the percolation effect. Compared to the conventional PEO doped with lithium salt, the insulating PEO in PEO:LLZTO membrane electrolyte is conducive to the suppression of lithium dendrite growth owing to prohibition of current flow. With PEO:LLZTO membrane electrolytes in conductivity of 2.1×10−4 S cm−1 at 30 °C and 5.6×10−4 S cm−1 at 60 °C, the solid-state LiFePO4/PEO:LLZTO/Li and LiFe0.15Mn0.85PO4/PEO:LLZTO/Li cells deliver energy densities of 345 Wh kg−1 (662 Wh L−1) and 405 Wh kg−1 (700 Wh L−1) (without the package weight or volume) with good rate capability and cycling performance. This study suggests that the conjunction of nano-scale Li-ion-conducting particles and an insulating polymer provides a promising solution to produce powerful solid-state electrolytes for high-performance solid-state lithium batteries.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
薄雪草应助范范采纳,获得10
2秒前
Cola完成签到,获得积分0
2秒前
要减肥的冰姬完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
advance完成签到,获得积分0
5秒前
bkagyin应助RRReol采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助carbon采纳,获得10
6秒前
weilong完成签到,获得积分10
6秒前
昵称发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
刘先生发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
阿凉发布了新的文献求助10
7秒前
Elan发布了新的文献求助10
8秒前
Mry发布了新的文献求助10
8秒前
研友_ngJQzL发布了新的文献求助10
9秒前
Luna完成签到 ,获得积分10
9秒前
在秦岭喝豆浆的北极熊完成签到 ,获得积分10
9秒前
tz666666发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
Lz发布了新的文献求助10
10秒前
动听曼荷发布了新的文献求助10
12秒前
ZZZ完成签到,获得积分10
12秒前
上官若男应助kingwill采纳,获得20
13秒前
14秒前
14秒前
一一给一一的求助进行了留言
15秒前
隐形曼青应助胡豆采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
科目三应助苹果紊采纳,获得10
17秒前
17秒前
Mry完成签到,获得积分10
17秒前
11完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Theory of Dislocations (3rd ed.) 500
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5226893
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4398122
关于积分的说明 13688592
捐赠科研通 4262833
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2339293
邀请新用户注册赠送积分活动 1336675
关于科研通互助平台的介绍 1292735