Dual functional composite solid electrolyte constructed by double-layer sulfonated polyethersulfone (SPES)/poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) nanofiber membrane in high-performance all-solid-state lithium metal batteries

六氟丙烯 电解质 材料科学 纳米纤维 化学工程 锂(药物) 快离子导体 氟化物 复合数 固态 无机化学 复合材料 化学 电极 共聚物 聚合物 四氟乙烯 医学 生物化学 物理化学 工程类 内分泌学
作者
Qi Yang,Mingmin Liao,Pengfei Ren,Daiqi Li,Nanping Deng,Weimin Kang,Guangming Cai
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:495: 153448-153448 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.153448
摘要

The successful implementation of polymer electrolytes in next-generation all-solid-state lithium metal batteries (ASSLMBs) is impeded by their low ion conductivity and weak resistance to lithium dendrites. Herein, a composite solid electrolyte (D-SPES-PH-PEO) with dual reinforcement effects is obtained by combining PEO matrix with a double-layer sulfonated polyethersulfone (SPES)-poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) nanofiber membrane. The SPES nanofiber membrane acts as a hopping site for ion transport by utilizing the electronegativity and Coulombic force of its own –SO3H groups, reducing the energy barrier of the D-SPES-PH-PEO electrolyte. Profiting from the existence of C-F bond, PVDF-HFP nanofiber membrane specializes in generating a protective SEI layer on the lithium anode. Moreover, such a functional membrane not only effectually constructs a three-dimensional ion transport channel by fabricating ion conductive substructures, but also enhances the mechanical strength of the electrolyte. Consequently, the D-SPES-PH-PEO electrolyte is equipped with a high ion conductivity of 7.41 × 10−5 S cm−1 at 30 °C and high tensile strength of 8 MPa. Furthermore, Li/Li symmetric battery incorporating D-SPES-PH-PEO electrolyte enables a stable cycle for 2500 h at 0.2 mAh cm−2. The D-SPES-PH-PEO electrolyte represents outstanding compatibility with LiFePO4 and high-voltage LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC811) electrodes. Especially, the LiFePO4/D-SPES-PH-PEO/Li pouch cell indicates an initial specific capacity of 146.7 mAh g−1 and the NMC811/D-SPES-PH-PEO/Li pouch cell reaches a maximum capacity of 178.5 mAh g−1. This study emphasizes the importance of double reinforcement of ion conduction and anode protection on solid electrolytes.
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
luoyan应助llkllk采纳,获得10
1秒前
晴天娃娃完成签到,获得积分10
1秒前
CHA发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
乐多发布了新的文献求助10
2秒前
乐观青寒完成签到,获得积分10
2秒前
soundwave完成签到,获得积分10
2秒前
pluto完成签到,获得积分0
2秒前
2秒前
3秒前
YanJinyu完成签到,获得积分10
3秒前
shuang发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
迪兒完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
任性发布了新的文献求助10
4秒前
所所应助xx采纳,获得10
5秒前
czj完成签到,获得积分0
5秒前
5秒前
晴天娃娃发布了新的文献求助10
5秒前
小透明发布了新的文献求助10
5秒前
小比熊完成签到,获得积分10
6秒前
chenhoe1212完成签到,获得积分10
6秒前
呼延水云完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
慌慌完成签到,获得积分10
7秒前
花花发布了新的文献求助10
7秒前
xcuwlj完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
大气水儿应助奋斗甜瓜采纳,获得10
9秒前
承欢发布了新的文献求助10
9秒前
tyththt完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
高贵的乐天完成签到,获得积分10
9秒前
隐形曼青应助落后乐荷采纳,获得10
10秒前
蒋俊杰发布了新的文献求助10
10秒前
marry完成签到,获得积分10
10秒前
ZHR完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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 Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 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 6556146
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8340203
关于积分的说明 17868273
捐赠科研通 5674329
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940461
邀请新用户注册赠送积分活动 1916369
关于科研通互助平台的介绍 1786923