Draining Over Blocking: Nano‐Composite Janus Separators for Mitigating Internal Shorting of Lithium Batteries

材料科学 分离器(采油) 阳极 复合数 短路 复合材料 导电体 杰纳斯 内阻 纳米- 电极 阴极 电池(电) 光电子学 电压 纳米技术 电气工程 功率(物理) 物理化学 化学 工程类 物理 热力学 量子力学
作者
Matthew Gonzalez,Qizhang Yan,John Holoubek,Zhaohui Wu,Hongyao Zhou,Nicholas Patterson,Victoria Petrova,Haodong Liu,Ping Liu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:32 (12) 被引量:91
标识
DOI:10.1002/adma.201906836
摘要

Catastrophic battery failure due to internal short is extremely difficult to detect and mitigate. In order to enable the next-generation lithium-metal batteries, a "fail safe" mechanism for internal short is highly desirable. Here, a novel separator design and approach is introduced to mitigate the effects of an internal short circuit by limiting the self-discharge current to prevent cell temperature rise. A nano-composite Janus separator-with a fully electronically insulating side contacting the anode and a partially electronically conductive (PEC) coating with tunable conductivity contacting the cathode-is implemented to intercept dendrites, control internal short circuit resistance, and slowly drain cell capacity. Galvanostatic cycling experiments demonstrate Li-metal batteries with the Janus separator perform normally before shorting, which then results in a gradual increase of internal self-discharge over >25 cycles due to PEC-mitigated shorting. This is contrasted by a sudden voltage drop and complete failure seen with a single layer separator. Potentiostatic charging abuse tests of Li-metal pouch cells result in dendrites completely penetrating the single-layer separator causing high short circuit current and large cell temperature increase; conversely, negligible current and temperature rise occurs with the Janus separator where post mortem electron microscopy shows the PEC layer successfully intercepts dendrites.
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
Hilda007应助张靖采纳,获得30
刚刚
bkagyin应助张子陌采纳,获得10
刚刚
刚刚
kook完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
Yuuuuu发布了新的文献求助10
2秒前
麦客完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
叶伟帮发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
英勇乾完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
善学以致用应助迷人新竹采纳,获得30
6秒前
小杭76应助落寞的代桃采纳,获得10
6秒前
小杭76应助落寞的代桃采纳,获得10
6秒前
缥缈老九发布了新的文献求助10
7秒前
枫丶发布了新的文献求助10
7秒前
一块小饼干完成签到,获得积分10
7秒前
wingsan完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
backerry完成签到,获得积分10
10秒前
脑洞疼应助自由梦槐采纳,获得20
10秒前
Lucas应助猪猪采纳,获得10
10秒前
赘婿应助yhl采纳,获得10
13秒前
活泼的活泼完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
潘光恒完成签到,获得积分10
15秒前
张子陌发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
边快乐9296完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
乐乐应助LHYX采纳,获得10
18秒前
18秒前
lzj001983完成签到,获得积分10
18秒前
YiyueChan发布了新的文献求助30
18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
Petrucci's General Chemistry: Principles and Modern Applications, 12th edition 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5297298
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4446207
关于积分的说明 13838799
捐赠科研通 4331371
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2377578
邀请新用户注册赠送积分活动 1372834
关于科研通互助平台的介绍 1338403