Ultra‐Uniform and Functionalized Nano‐Ion Divider for Regulating Ion Distribution toward Dendrite‐Free Lithium‐Metal Batteries

材料科学 过电位 成核 杂原子 分离器(采油) 化学工程 枝晶(数学) 兴奋剂 离子 金属 纳米技术 锂(药物) 电化学 光电子学 物理化学 有机化学 电极 化学 冶金 几何学 戒指(化学) 内分泌学 工程类 物理 热力学 医学 数学
作者
Qiu He,Zhaohuai Li,Ming-Wei Wu,Ming Xie,Fanxing Bu,Huazhang Zhang,Ruohan Yu,Liqiang Mai,Yan Zhao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (39): e2302418-e2302418 被引量:60
标识
DOI:10.1002/adma.202302418
摘要

Abstract Ionic dividers with uniform pores and functionalized surfaces display significant potential for solving Li‐dendrite issues in Li‐metal batteries. In this study, single metal and nitrogen co‐doped carbon‐sandwiched MXene (M‐NC@MXene) nanosheets are designed and fabricated, which possess highly ordered nanochannels with a diameter of ≈10 nm. The experiments and computational calculations verified that the M‐NC@MXene nanosheets eliminate Li dendrites in several ways: (1) redistributing the Li‐ion flux via the highly ordered ion channels, (2) selectively conducting Li ions and anchoring anions by heteroatom doping to extend the nucleation time for Li dendrites, and (3) tightly staggering on a routine polypropylene (PP) separator to obstruct the growth path of Li dendrites. With a Zn‐NC@MXene‐coated PP divider, the assembled Li||Li symmetric battery shows an ultralow overpotential of ≈25 mV and a cycle life of 1500 h at a high current density of 3 mA cm −2 and high capacity of 3 mAh cm −2 . Remarkably, the life of a Li||Ni83 pouch cell with an energy density of 305 Wh kg −1 is improved by fivefold. Moreover, the remarkable performance of Li||Li, Li||LiFePO 4 , and Li||sulfur batteries reveal the significant potential of the well‐designed multifunctional ion divider for further practical applications.
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
1秒前
2秒前
3秒前
爱吃菠萝蜜完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
浮游应助Yanjjjjyun采纳,获得10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
宋浩奇完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
王康发布了新的文献求助10
7秒前
隐形曼青应助Daniel2010采纳,获得10
7秒前
DY驳回了英姑应助
8秒前
精灵夜雨完成签到,获得积分10
8秒前
宋浩奇发布了新的文献求助10
9秒前
iNk应助欧皇采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
Tyler发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
科研通AI6应助sifLiu采纳,获得10
11秒前
11秒前
害羞彩虹完成签到,获得积分20
12秒前
没有名称完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
王康完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
冷傲迎梦发布了新的文献求助10
14秒前
搜集达人应助111版采纳,获得10
16秒前
wanwusheng完成签到,获得积分10
18秒前
WUJIAYU完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
suger完成签到,获得积分10
22秒前
25秒前
蔺蔺发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
27秒前
28秒前
Yu完成签到,获得积分20
28秒前
废寝忘食发布了新的文献求助10
29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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 851
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
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 5415163
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4531822
关于积分的说明 14130468
捐赠科研通 4447366
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2439667
邀请新用户注册赠送积分活动 1431779
关于科研通互助平台的介绍 1409365