Electrode-customized separator membranes based on self-assembled chiral nematic liquid crystalline cellulose nanocrystals as a natural material strategy for sustainable Li-metal batteries

分离器(采油) 材料科学 阴极 化学工程 阳极 电化学 电极 纤维素 金属 纳米晶 纳米技术 冶金 物理化学 工程类 物理 化学 热力学 生物 遗传学
作者
Ji‐Young Seo,Yong-Hyeok Lee,Jung‐Hui Kim,Young‐Kuk Hong,Wenshuai Chen,Young-Gi Lee,Sang‐Young Lee
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:50: 783-791 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.06.013
摘要

Despite their enormous potential as a high-energy-density power source, practical applications of Li-metal batteries have been plagued mainly by poor electrochemical longevity. Here, we present an electrode-customized separator (EC separator) based on self-assembled chiral nematic liquid crystalline cellulose nanocrystal (LC–CNC) as a natural material strategy to simultaneously address the electrochemical reversibility issues of both Li-metal anodes and high-capacity cathodes in Li-metal full cells. The EC separator (thickness ∼ 10 μm) comprises a 3-glycidyloxypropyl trimethoxysilane (GPTMS)-modified LC–CNC layer on a polyethylene (PE) separator support layer. The LC–CNC layer enables facile/uniform Li+ flux toward Li-metal anodes owing to its ordered nanoporous channels and nanofluidic ion migration effect, thus improving Li plating/stripping cyclability. The GPTMS of the LC–CNC layer chelates heavy metal ions dissolved from high-capacity LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) cathodes, thereby enhancing structural stability of the cathodes. The resulting EC separator enables a Li-metal full cell to improve the volumetric energy density (1016 Wh Lcell−1), cycling retention (84% after 100 cycles vs. 0% for the pristine PE separator), and dimensional stability of the Li-metal anode under constrained cell conditions (thin Li-metal anode (20 μm)/high-capacity NCM811 cathode), which outperform those of previously reported synthetic material-based separators for Li-metal full cells.

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
汉堡包应助阔达的向梦采纳,获得10
刚刚
Dave完成签到 ,获得积分0
刚刚
mm发布了新的文献求助10
刚刚
希望天下0贩的0应助阳pipi采纳,获得10
1秒前
三七发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
猪猪hero应助缥缈老九采纳,获得10
2秒前
挚友发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
活泼忆丹发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
kkxx发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海应助无辜的初晴采纳,获得40
3秒前
孤独巡礼发布了新的文献求助10
3秒前
慕青应助irisjlj采纳,获得10
3秒前
3秒前
深情安青应助成就的秋采纳,获得10
3秒前
小蟹完成签到,获得积分10
3秒前
学术疯子完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
zoeylau发布了新的文献求助30
5秒前
Tamarin发布了新的文献求助10
5秒前
momo发布了新的文献求助50
5秒前
传奇3应助WYN采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
早日毕业完成签到,获得积分10
6秒前
大局已定发布了新的文献求助10
6秒前
哈哈哈哈h完成签到,获得积分10
6秒前
Levin驳回了烟花应助
7秒前
8秒前
辛勤寻云发布了新的文献求助10
8秒前
小二郎应助小朋友王致和采纳,获得10
8秒前
8秒前
严逆发布了新的文献求助20
8秒前
鳗鱼凡波发布了新的文献求助10
9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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Digital and Social Media Marketing 600
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 5992660
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7443623
关于积分的说明 16066767
捐赠科研通 5134564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2753987
邀请新用户注册赠送积分活动 1727087
关于科研通互助平台的介绍 1628603