In Situ Gelation of a 1,3-Dioxolane Dual-Permeable Porous Tandem Framework with Excellent Interfacial Stability to Power Long-Cycling Solid-State Lithium Metal Batteries

材料科学 电解质 锂(药物) 金属锂 串联 自行车 多孔性 化学工程 原位 金属 对偶(语法数字) 固态 电极 纳米技术 复合材料 有机化学 工程物理 冶金 化学 艺术 文学类 考古 历史 内分泌学 工程类 物理化学 医学
作者
Zhengpeng Song,Haotong Li,Fei Zheng,Husitu Lin,Jing Liu,Wei Liu,Guohua Sun,Xia Tao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (29): 35280-35289 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsami.3c06511
摘要

Ceramic Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP) with high ionic conductivity and stability in ambient atmosphere is considered to be potent as a solid-state electrolyte of solid-state lithium metal batteries (SSLMBs), but its huge interfacial impedance with electrodes and the unwanted Ti4+-mediated reduction reaction caused by the lithium (Li) metal anode greatly limit its application in LMBs. Herein, a composite polymer electrolyte (CPET) was integrated by in situ gelation of dual-permeable 1, 3-dioxolane (DOL) in the tandem framework composed of the commercial cellulose membrane TF4030 and a porous three-dimensional (3D) skeleton-structured LATP. The in situ gelled DOL anchored in the tandem framework ensured nice interfacial contact between the as-prepared CPET and electrodes. The introduction of the porous 3D LATP endowed CPET the increased lithium-ion migration number (tLi+) of 0.70, a wide electrochemical stability window (ESW) of 4.86 V, and a high ionic conductivity of 1.16 × 10-4 S cm-1 at room temperature (RT). Meanwhile, the side reaction of the LATP/Li metal was adequately restrained by inserting TF4030 between the porous LATP and Li anode. Profiting from the superb interfacial stability and the enhanced ionic transport capacity of CPET, Li/Li batteries based on the optimal CPET (CPET2) cycled over 2000 h at 20∼30 °C smoothly. Moreover, solid-state LiFePO4 (LFP)/Li with CPET2 exhibited excellent electrochemical performance with a capacity retention ratio of 72.2% after 400 cycles at 0.5C. This work offers an integrated strategy to guide the fabrication of a highly conductive solid electrolyte and a stable interface design for high-performance SSLMBs.
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
4秒前
4秒前
瞿寒完成签到,获得积分10
6秒前
lijiajie发布了新的文献求助10
8秒前
newbiology完成签到 ,获得积分10
11秒前
lijiajie完成签到,获得积分10
14秒前
haiyingaimer完成签到 ,获得积分10
15秒前
17秒前
含蓄薯片完成签到 ,获得积分10
19秒前
善良的樱完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
aspirin完成签到 ,获得积分10
24秒前
腼腆的梦蕊完成签到 ,获得积分10
24秒前
spark完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
菜鸟完成签到 ,获得积分10
28秒前
开心德地发布了新的文献求助10
29秒前
陈cxz完成签到 ,获得积分10
30秒前
cling完成签到 ,获得积分10
30秒前
陈咪咪完成签到 ,获得积分10
32秒前
大呲花完成签到,获得积分10
34秒前
37秒前
38秒前
甜美若魔发布了新的文献求助10
42秒前
乐乐应助简简采纳,获得10
44秒前
46秒前
失眠呆呆鱼完成签到 ,获得积分10
52秒前
贾111完成签到 ,获得积分10
57秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
59秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
59秒前
59秒前
贪玩的刚完成签到,获得积分10
1分钟前
唐陌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
songrui643完成签到 ,获得积分10
1分钟前
感性的楷瑞完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
tfonda完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小鱼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
拓小八完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 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 7656682
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9227321
关于积分的说明 19828972
捐赠科研通 7223019
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280333
关于科研通互助平台的介绍 2440621
邀请新用户注册赠送积分活动 2280175