Multifactorial engineering of biomimetic membranes for batteries with multiple high-performance parameters

多硫化物 纳米纤维 锂(药物) 芳纶 纳米尺度 化学工程 材料科学 纳米技术 复合材料 电极 化学 纤维 医学 生物化学 物理化学 内分泌学 工程类 电解质
作者
Mingqiang Wang,Ahmet Emre,Ji-Young Kim,Yi-Ting Huang,Li Liu,Volkan Çeçen,Yudong Huang,Nicholas A. Kotov
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:13 (1) 被引量:52
标识
DOI:10.1038/s41467-021-27861-w
摘要

Lithium-sulfur (Li-S) batteries have a high specific capacity, but lithium polysulfide (LPS) diffusion and lithium dendrite growth drastically reduce their cycle life. High discharge rates also necessitate their resilience to high temperature. Here we show that biomimetic self-assembled membranes from aramid nanofibers (ANFs) address these challenges. Replicating the fibrous structure of cartilage, multifactorial engineering of ion-selective mechanical, and thermal properties becomes possible. LPS adsorption on ANF surface creates a layer of negative charge on nanoscale pores blocking LPS transport. The batteries using cartilage-like bioinspired ANF membranes exhibited a close-to-theoretical-maximum capacity of 1268 mAh g-1, up to 3500+ cycle life, and up to 3C discharge rates. Essential for safety, the high thermal resilience of ANFs enables operation at temperatures up to 80 °C. The simplicity of synthesis and recyclability of ANFs open the door for engineering high-performance materials for numerous energy technologies.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
CodeCraft应助舒心羊青采纳,获得10
1秒前
含蓄的明雪应助王荣超采纳,获得10
2秒前
sciN完成签到 ,获得积分10
4秒前
轩辕访波完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助sherwing2009采纳,获得10
5秒前
cm发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
Orange应助小田采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
彭于彦祖应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小二郎应助忐忑的尔容采纳,获得10
11秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
火星上冰珍完成签到,获得积分10
11秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
一念之间发布了新的文献求助10
13秒前
搜集达人应助wtg采纳,获得10
15秒前
17秒前
稳重银耳汤完成签到,获得积分20
21秒前
22秒前
22秒前
共享精神应助ZLY采纳,获得10
23秒前
tuanheqi应助王也采纳,获得80
24秒前
追寻的可仁完成签到,获得积分10
24秒前
mulidexin2021发布了新的文献求助10
26秒前
Jasper应助恶恶么v采纳,获得10
29秒前
冰激凌的迎彤完成签到,获得积分10
31秒前
Lucifer完成签到,获得积分10
33秒前
嘿嘿完成签到,获得积分10
33秒前
23xyke完成签到,获得积分10
33秒前
35秒前
35秒前
36秒前
Qn完成签到,获得积分10
36秒前
win发布了新的文献求助30
40秒前
dichloro完成签到,获得积分10
41秒前
Qn发布了新的文献求助10
42秒前
chen完成签到,获得积分10
42秒前
贤惠的白开水完成签到 ,获得积分10
43秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3155941
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2807235
关于积分的说明 7872173
捐赠科研通 2465563
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312264
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629977
版权声明 601905