Nanofiber matrix composite electrolyte for regulating ion distribution in fast kinetic sodium-ion batteries operating at wide temperatures

材料科学 电解质 离子 复合数 纳米纤维 离子电导率 静电纺丝 陶瓷 电导率 化学工程 复合材料 聚合物 电极 物理化学 冶金 有机化学 化学 工程类
作者
Shuanglin Wu,Chenhao Ji,Feng Tang,Leibing Zhang,Kaiyang Fang,Fenglin Huang,Qufu Wei
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:67: 103308-103308 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103308
摘要

Sodium-ion batteries (SIBs) address lithium-ion safety concerns but have lower energy density due to the larger ion, which can be alleviated by solid-state electrolytes (SSEs) but introduces challenges, such as reduced ionic conductivity at lower temperatures. A scalable electrospinning and quick UV-curing approach were used to fabricate a cost-effective ceramic nanofiber matrix composite electrolyte. The polymer segment chain contains carbonyl and ester groups that serve as Na+ hopping sites, while cationic ions on the ceramic SiO2 nanofiber (SNF) surface aid in anion fixation, resulting in a boosting sodium ionic conductivity (0.075 mS cm−1) even at −40 °C. Transverse abnormalities in the solid electrolyte cause unequal ion distribution and transport, which affects battery cycle performance. The three-dimensional SNF solves these problems, theoretically confirmed using COMSOL, resulting in 5400 h of steady plating/stripping at 5 mA cm−2. The half cell retains 90.2 % capacity after 1500 cycles at 26 °C and 0.5 C, while the pouch full cell has a 162.6 Wh kg−1 energy density and operates reliably from 0.2 to 15 C and −40 to 80 °C. This study provides insights for designing and applying SSEs in industrial-grade SIBs at various temperatures.
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
思源应助水合肼采纳,获得10
刚刚
1秒前
okkk发布了新的文献求助10
1秒前
852应助葛辉辉采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
lyric发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
科研通AI5应助友好的储采纳,获得10
2秒前
xiax03完成签到,获得积分10
2秒前
诗瑜完成签到,获得积分10
2秒前
称心靖巧发布了新的文献求助10
3秒前
干饭虫应助Sean采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
江月年发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
浮游应助烂漫的蜡烛采纳,获得10
6秒前
zf发布了新的文献求助10
6秒前
iio2完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
orixero应助123采纳,获得10
7秒前
曾曾发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
ding应助moonglow采纳,获得10
7秒前
摆摆关注了科研通微信公众号
7秒前
夜蛐蛐发布了新的文献求助10
8秒前
桃之夭夭完成签到,获得积分10
8秒前
刘寒完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
rachel-yue发布了新的文献求助10
8秒前
岁月静好发布了新的文献求助10
8秒前
颖火虫发布了新的文献求助10
9秒前
从容飞阳发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
wzs完成签到,获得积分10
10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
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
Artificial Intelligence driven Materials Design 600
Comparing natural with chemical additive production 500
Machine Learning in Chemistry 500
Investigation the picking techniques for developing and improving the mechanical harvesting of citrus 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
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 5193007
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4375799
关于积分的说明 13626640
捐赠科研通 4230400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2320393
邀请新用户注册赠送积分活动 1318798
关于科研通互助平台的介绍 1269105