Starfish‐Inspired Solid‐State Li‐ion Conductive Membrane with Balanced Rigidity and Flexibility for Ultrastable Lithium Metal Batteries

离子电导率 金属锂 电化学窗口 聚丙烯腈 快离子导体 电化学 准固态 纳米技术 材料科学 化学工程 分离器(采油) 聚合物 电极 化学 复合材料 色素敏化染料 物理化学 电解质 工程类 物理 热力学
作者
Liequan Liu,Lingfeng Zhu,Youliang Wang,Xinwei Guan,Zhenfang Zhang,Hui Li,Fan Wang,Hai Zhang,Ze Zhang,Zhenyu Yang,Tianyi Ma
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
被引量:57
标识
DOI:10.1002/anie.202420001
摘要

The performance of solid-state lithium-metal batteries (SSLMB) is often constrained by the low ionic conductivity, narrow electrochemical window, and insufficient mechanical strength of polyethylene oxide (PEO)-based electrolytes. Inspired by the soft-outside, rigid-inside structure of starfish, we designed multifunctional "starfish-type" composite polymer electrolytes (CPEs) using electrospinning technology. These CPEs feature a three-dimensional rigid skeleton network composed of polyacrylonitrile/metal-organic frameworks/ionic liquids (PAN/MOFs/ILs), creating continuous and efficient Li+ transport channels: MOFs impart rigidity, PEO acts as a cushioning outer layer to enhance interfacial compatibility, and ILs reduce interfacial resistance. The resulting CPEs exhibited excellent ionic conductivity (4.37×10-4 S cm-1), a wide electrochemical window (5.34 V), uniform lithium-ion flux, and a high transference number (0.69). Leveraging these synergistic advantages, the Li/CPEs/Li symmetric cell demonstrated outstanding dendrite suppression for over 1300 hours, and the LiFePO4/CPEs/Li cell retained 90.1% capacity after 2100 cycles at 1.0 C, which is the best performance reported for SSLMB with MOF/PEO. The formation of multi-component solid-electrolyte interphase and its role in stabilizing lithium metal cycling were systematically elucidated through theoretical simulations and spectroscopic analysis. This nature-inspired design provides a promising strategy for the development of stable solid-state electrolytes with extended lifespans.
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
打死小胖纸完成签到,获得积分10
刚刚
Ava应助cqtwxl采纳,获得10
1秒前
aaaa完成签到,获得积分20
1秒前
小程别放弃完成签到,获得积分10
1秒前
wyw发布了新的文献求助10
1秒前
Orange应助考拉采纳,获得30
1秒前
木槿发布了新的文献求助10
2秒前
JINGYIII发布了新的文献求助10
2秒前
rr发布了新的文献求助10
2秒前
威武忆山发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI5应助Lutras采纳,获得10
3秒前
3秒前
LD发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
5秒前
aaaa发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
共享精神应助借一颗糖采纳,获得10
6秒前
丘比特应助胡子采纳,获得10
6秒前
忧伤的天真完成签到,获得积分10
6秒前
兰无完成签到,获得积分20
6秒前
ZZY发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
LinzhuKang发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
Rui完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
浮游应助戴迪采纳,获得10
9秒前
小蘑菇应助戴迪采纳,获得10
9秒前
9秒前
余樂发布了新的文献求助10
9秒前
轻松箴关注了科研通微信公众号
10秒前
Leffzeng完成签到,获得积分10
10秒前
孤巷的猫发布了新的文献求助10
10秒前
心行发布了新的文献求助10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
小二郎应助长理物电强采纳,获得10
11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
Feigin and Cherry's Textbook of Pediatric Infectious Diseases Ninth Edition 2024 4000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 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 5001525
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4246659
关于积分的说明 13230789
捐赠科研通 4045478
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2213078
邀请新用户注册赠送积分活动 1223305
关于科研通互助平台的介绍 1143569