清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Enabling High-Performance All-Solid-State Batteries via Guest Wrench in Zeolite Strategy

化学 电解质 沸石 离子电导率 快离子导体 扳手 电化学 离子 离子键合 化学工程 准固态 纳米技术 化学物理 电极 物理化学 催化作用 材料科学 有机化学 色素敏化染料 工程类 冶金
作者
Xiwen Chi,Malin Li,Xiao Chen,Jun Xu,Xin Yin,Shanghua Li,Ziyue Jin,Zhaodi Luo,Xingxing Wang,Dechen Kong,Meng Han,Ji‐Jing Xu,Zonghang Liu,Donghai Mei,Jiaao Wang,Graeme Henkelman,Jihong Yu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (44): 24116-24125 被引量:30
标识
DOI:10.1021/jacs.3c07858
摘要

All-solid-state batteries with a high energy density and safety are desirable candidates for next-generation energy storage applications. However, conventional solid electrolytes for all-solid-state batteries encounter limitations such as poor ionic conduction, interfacial compatibility, instability, and high cost. Herein, taking advantage of the ingenious capability of zeolite to incorporate functional guests in its void space, we present an innovative ionic activation strategy based on the "guest wrench" mechanism, by introducing a pair of cation and anion of LiTFSI-based guest species (GS) into the supercage of the LiX zeolite, to fabricate a zeolite membrane (ZM)-based solid electrolyte (GS-ZM) with high Li ionic conduction and interfacial compatibility. The restriction of zeolite frameworks toward the framework-associated Li ions is significantly reduced through the dynamic coordination of Li ions with the "oxygen wrench" of TFSI- at room temperature as shown by experiments and Car-Parrinello molecular dynamics simulations. Consequently, the GS-ZM shows an ∼100% increase in ionic conductivity compared with ZM and an outstanding Li+ transference number of 0.97. Remarkably, leveraging the superior ionic conduction of GS-ZM with the favorable interface structure between GS-ZM and electrodes, the assembled all-solid-state Li-ion and Li-air batteries based on GS-ZM exhibit the best-level electrochemical performance much superior to batteries based on liquid electrolytes: a capacity retention of 99.3% after 800 cycles at 1 C for all-solid-state Li-ion batteries and a cycle life of 909 cycles at 500 mA g-1 for all-solid-state Li-air batteries. The mechanistic discovery of a "guest wrench" in zeolite will significantly enhance the adaptability of zeolite-based electrolytes in a variety of all-solid-state energy storage systems with high performance, high safety, and low cost.
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
npknpk完成签到,获得积分10
5秒前
Orange应助Ajay采纳,获得30
23秒前
雪山飞龙完成签到,获得积分10
1分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Ajay完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Klaus完成签到 ,获得积分10
1分钟前
胖小羊完成签到 ,获得积分10
2分钟前
方白秋完成签到,获得积分0
2分钟前
2分钟前
Ajay发布了新的文献求助30
3分钟前
CipherSage应助丽海张采纳,获得30
3分钟前
赵一完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Prometheusss发布了新的文献求助10
3分钟前
丽海张发布了新的文献求助30
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
zsmj23完成签到 ,获得积分0
3分钟前
文静身边充满小确幸完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
Prometheusss发布了新的文献求助10
4分钟前
Prometheusss完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
深海理疗发布了新的文献求助10
4分钟前
al完成签到 ,获得积分0
5分钟前
Prometheusss发布了新的文献求助10
5分钟前
下文献的蜉蝣完成签到 ,获得积分10
5分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
洁净百川完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
Prometheusss发布了新的文献求助10
6分钟前
fufufu123完成签到 ,获得积分10
7分钟前
nuoberry发布了新的文献求助30
7分钟前
景安白完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
nuoberry发布了新的文献求助10
7分钟前
科研通AI2S应助景安白采纳,获得30
7分钟前
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
King Tyrant 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5561583
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4646662
关于积分的说明 14678756
捐赠科研通 4588002
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2517261
邀请新用户注册赠送积分活动 1490549
关于科研通互助平台的介绍 1461583