Uniform Lithium Plating for Dendrite-Free Lithium Metal Batteries: Role of Dipolar Channels in Poly(vinylidene fluoride) and PbZrxTi1–xO3 Interface

材料科学 氟化锂 阳极 电解质 阴极 枝晶(数学) 化学工程 锂(药物) 电介质 氟化物 电镀(地质) 无机化学 电极 物理化学 光电子学 化学 医学 几何学 数学 工程类 内分泌学 地球物理学 地质学
作者
Ben-hao Kang,Shuang-Feng Li,Jinlong Yang,Zhong‐Ming Li,Yanfei Huang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (14): 14114-14122 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c04684
摘要

Conventional polymer/ceramic composite solid-state electrolytes (CPEs) have limitations in inhibiting lithium dendrite growth and fail to meet the contradictory requirements of anodes and cathodes. Herein, an asymmetrical poly(vinylidene fluoride) (PVDF)-PbZrxTi1-xO3 (PZT) CPE was prepared. The CPE incorporates high dielectric PZT nanoparticles, which enrich a dense thin layer on the anode side, making their dipole ends strongly electronegative. This attracts lithium ions (Li+) at the PVDF-PZT interface to transport through dipolar channels and promotes the dissociation of lithium salts into free Li+. Consequently, the CPE enables homogeneous lithium plating and suppresses dendrite growth. Meanwhile, the PVDF-enriched region at the cathode side ensures intermediate contact with positive active materials. Therefore, Li/PVDF-PZT CPE/Li symmetrical cells exhibit a stable cycling performance exceeding 1900 h at 0.1 mA cm-2 at 25 °C, outperforming Li/PVDF solid-state electrolyte/Li cells that fail after 120 h. The LiNi0.8Co0.1Mo0.1O2/PVDF-PZT CPE/Li cells show low interfacial impedances and maintain stable cycling performance for 500 cycles with a capacity retention of 86.2% at 0.5 C and 25 °C. This study introduces a strategy utilizing dielectric ceramics to construct dipolar channels, providing a uniform Li+ transport mechanism and inhibiting dendrite growth.
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
情谊超爷完成签到 ,获得积分10
刚刚
ouen完成签到,获得积分10
2秒前
Albert_Z完成签到,获得积分0
3秒前
3秒前
mor完成签到 ,获得积分10
3秒前
耳东完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI6.2应助林泉采纳,获得10
4秒前
一直成长完成签到,获得积分10
4秒前
888发布了新的文献求助10
5秒前
U2完成签到,获得积分10
5秒前
QTQ完成签到 ,获得积分10
5秒前
今天发CNS了嘛完成签到,获得积分10
7秒前
Conan完成签到,获得积分10
7秒前
原子超人完成签到,获得积分10
8秒前
葡萄小伊ovo完成签到 ,获得积分10
9秒前
鸠摩智完成签到,获得积分10
9秒前
林泉完成签到,获得积分10
9秒前
强小强努力努力完成签到,获得积分10
12秒前
drtianyunhong完成签到,获得积分10
14秒前
ying完成签到,获得积分0
15秒前
领导范儿应助lee采纳,获得10
16秒前
有延迟完成签到 ,获得积分10
16秒前
风之飘渺者也完成签到,获得积分10
16秒前
冷静火龙果完成签到,获得积分10
16秒前
等待的鸡翅完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
虫贝发布了新的文献求助10
17秒前
并不瑶远完成签到 ,获得积分10
17秒前
Cheney完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
野花做了玫瑰花的梦完成签到,获得积分10
19秒前
LXYang完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Kao应助微笑寒珊采纳,获得10
20秒前
传奇3应助小红采纳,获得10
20秒前
21秒前
活力成败完成签到,获得积分10
21秒前
典雅浩轩完成签到,获得积分10
22秒前
顺心寄容完成签到,获得积分10
23秒前
老辈子莫搞完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
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 7126934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8777862
关于积分的说明 18554642
捐赠科研通 6707125
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3150567
关于科研通互助平台的介绍 2272942
邀请新用户注册赠送积分活动 2124909