In situ 3D crosslinked gel polymer electrolyte for ultra-long cycling, high-voltage, and high-safety lithium metal batteries

材料科学 电解质 聚合物 原位聚合 电池(电) 聚合 化学工程 电极 复合材料 量子力学 物理 功率(物理) 化学 物理化学 工程类
作者
Jie Zhu,Jinping Zhang,Ruiqi Zhao,Yang Zhao,Jie Liu,Nuo Xu,Xiangjian Wan,Chenxi Li,Yanfeng Ma,Hongtao Zhang,Yongsheng Chen
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:57: 92-101 被引量:63
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.02.012
摘要

The commercialization of lithium metal batteries (LMBs) highly relies on developing high-performance solid electrolytes, which should possess high Li+ conductivity comparable to liquid electrolytes, efficient suppression of dendrite growth, nonflammability, intimate electrode/electrolyte contact, and compatibility with the state-of-art lithium batteries industrial fabrication. Herein, we develop an in situ crosslinking method via cationic ring-opening polymerization (CROP) using a four-armed cross-linker and fabricate a crosslinked gel polymer electrolyte (c-GPE), where the more densely and efficiently three-dimensional (3D) crosslinked polymer network renders the c-GPE high solvent uptake and improved oxidative stability. Moreover, the strong interaction between the crosslinked polymer network and the solvent is proved to reduce the desolvation energy barrier of Li+, which facilitates homogeneous Li+ deposition. Thus, the Li||LiFePO4 battery with this in situ fabricated c-GPE demonstrates one of the longest lifespans among polymer electrolyte-based batteries at high rate (2C) so far (2000 cycles with 78% retention). Furthermore, when this in situ 3D crosslinked gel polymer electrolyte is applied together with high voltage cathode material Ni0.6Mn0.2Co0.2O2, the Li|c-GPE|Ni0.6Mn0.2Co0.2O2 battery could deliver the best cycling performance with high nonflammability among CROP-based batteries so far (300 cycles with 80% retention). These results demonstrate that by the dedicated design of in situ polymerization, a high-performance c-GPE could be achieved to meet the requirements for practical, safe, and high-energy-density LMBs.
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
Owen应助reck采纳,获得10
2秒前
王淳完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
高高的天亦完成签到 ,获得积分10
5秒前
追寻书白完成签到,获得积分20
6秒前
晚街听风完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
感觉他香香的完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
牛牛要当院士喽完成签到,获得积分10
8秒前
结实的老虎完成签到,获得积分10
10秒前
坚强丹雪完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
16秒前
WZ0904发布了新的文献求助10
18秒前
狂野静曼完成签到 ,获得积分10
19秒前
武映易完成签到 ,获得积分10
21秒前
zzz发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
大蒜味酸奶钊完成签到 ,获得积分10
23秒前
鱼宇纸完成签到 ,获得积分10
23秒前
LEE完成签到,获得积分20
23秒前
23秒前
Ava应助无限的绿真采纳,获得10
25秒前
小马甲应助xiongdi521采纳,获得10
25秒前
科研通AI5应助陶醉觅夏采纳,获得200
28秒前
憨鬼憨切发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
宇宙暴龙战士暴打魔法少女完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
32秒前
hh应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
Eva完成签到,获得积分10
32秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
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
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
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 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849