Glassy Metal–Organic‐Framework‐Based Quasi‐Solid‐State Electrolyte for High‐Performance Lithium‐Metal Batteries

材料科学 电解质 电导率 准固态 晶界 锂(药物) 化学工程 离子电导率 金属锂 阴极 阳极 金属 复合材料 电极 冶金 微观结构 物理化学 工程类 内分泌学 化学 医学 色素敏化染料
作者
Guangshen Jiang,Changzhen Qu,Fei Xu,En Zhang,Qiongqiong Lu,Xiaoru Cai,Steffen Hausdorf,Hongqiang Wang,Stefan Kaskel
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (43) 被引量:154
标识
DOI:10.1002/adfm.202104300
摘要

Abstract Enhancing ionic conductivity of quasi‐solid‐state electrolytes (QSSEs) is one of the top priorities, while conventional metal–organic frameworks (MOFs) severely impede ion migration due to their abundant grain boundaries. Herein, ZIF‐4 glass, a subset of MOFs, is reported as QSSEs (LGZ) for lithium‐metal batteries. With lean Li content (0.12 wt%) and solvent amount (19.4 wt%), LGZ can achieve a remarkable ion conductivity of 1.61 × 10 −4 S cm −1 at 30 °C, higher than those of crystalline ZIF‐4‐based QSSEs (LCZ, 8.21 × 10 −5 S cm −1 ) and the reported QSSEs containing high Li contents (0.32–5.4 wt%) and huge plasticizer (30–70 wt%). Even at −56.6 °C, LGZ can still deliver a conductivity of 5.96 × 10 −6 S cm −1 (vs 4.51 × 10 −7 S cm −1 for LCZ). Owing to the grain boundary‐free and isotropic properties of glassy ZIF‐4, the facilitated ion conduction enables a homogeneous ion flux, suppressing Li dendrites. When paired with LiFePO 4 cathode, LGZ cell demonstrates a prominent cycling capacity of 101 mAh g −1 for 500 cycles at 1 C with the near‐utility retention, outperforming LCZ (30.7 mAh g −1 ) and the explored MOF‐/covalent–organic frameworks (COF)‐based QSSEs. Hence, MOF glasses will be a potential platform for practical quasi‐solid‐state batteries in the future.
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
南亭完成签到,获得积分0
2秒前
畔畔发布了新的文献求助100
3秒前
科目三应助mumujigumi采纳,获得10
5秒前
zheng_chen发布了新的文献求助10
6秒前
守望完成签到,获得积分10
6秒前
土豪的长颈鹿完成签到,获得积分10
8秒前
我是老大应助逍遥游采纳,获得10
8秒前
Shmilykk应助wangxinyu采纳,获得10
8秒前
zsj发布了新的文献求助10
9秒前
海盗船长完成签到,获得积分10
11秒前
科目三应助cbl采纳,获得10
12秒前
13秒前
Lcccc发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
15秒前
骨科AAA完成签到,获得积分10
15秒前
white完成签到,获得积分10
17秒前
复杂牛青发布了新的文献求助10
17秒前
丘比特应助舟舟采纳,获得20
17秒前
大力的灵雁应助结草兹采纳,获得20
18秒前
大个应助zheng_chen采纳,获得10
19秒前
Akim应助lium采纳,获得10
20秒前
lllllxy发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
清风发布了新的文献求助20
21秒前
22秒前
22秒前
齐欢完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
九月发布了新的文献求助10
24秒前
乃春完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
Lcccc完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
27秒前
27秒前
思源应助lllllxy采纳,获得10
27秒前
YCH完成签到,获得积分10
28秒前
潘先森发布了新的文献求助10
29秒前
今后应助flysky120采纳,获得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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Mass participant sport event brand associations: an analysis of two event categories 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6354742
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8169924
关于积分的说明 17198263
捐赠科研通 5410744
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864128
邀请新用户注册赠送积分活动 1841629
关于科研通互助平台的介绍 1690086