An asymmetric double-layer poly(ethylene oxide)/inorganic composite electrolyte for stable and dendrite-suppressing all-solid-state Li metal battery

环氧乙烷 电解质 电池(电) 枝晶(数学) 复合数 材料科学 金属 氧化物 图层(电子) 化学工程 固态 聚乙烯 无机化学 化学 乙烯 纳米技术 电极 复合材料 冶金 有机化学 聚合物 催化作用 物理化学 功率(物理) 几何学 工程类 物理 量子力学 数学 共聚物
作者
Haotong Li,Jing Liu,Fei Deng,Husitu Lin,Deping Wang,Xia Tao
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:602: 234372-234372 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2024.234372
摘要

Poly (ethylene oxide) (PEO)-based electrolytes are promising in all-solid-state Li metal batteries on account of their distinct merits of cost-effectiveness, good chemical stability against Li metal and facile large-scale membrane fabrication. However, the application of PEO-based electrolytes is mainly hindered by their low ionic conductivity and the risk of short circuit derived from lithium dendrite growth. In this study, we report an asymmetric composite PEO-based solid electrolyte with a bilayer structure, i.e. Li6PS5Cl-PEO-LiTFSI/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3-PEO-LiTFSI (LPSCl-PEO/LATP-PEO) composite electrolyte, in which the LATP-PEO layer as the main part of electrolyte faces toward the LiFePO4 cathode and the LPSCl-PEO layer contacts with Li metal. The ionic conductivity of LPSCl-PEO/LATP-PEO based on 2 % of LPSCl nanoparticles and containing 15 % of LATP nanoparticles reaches up to 3.37 × 10−4 S cm−1, comparable to that of other modified PEO-base electrolyte. Benefiting from the excellent ionic transport capacity and interfacial stability, the Li/Li batteries based on the optimal LPSCl-PEO/LATP-PEO stably cycles over 2000 h with no short-circuit at a current density of 0.2 mA cm−2, which is significantly better than pure PEO and unmodified LATP-PEO single-layer electrolyte. Moreover, Li/LiFePO4 all-solid-state battery with the LPSCl-PEO/LATP-PEO electrolyte has a highest capacity of 156.3 mAh g−1 with a capacity decay rate of 0.0375 % per cycle after 400 cycles at 0.5C, and its coulombic efficiency approaching 100 %. This asymmetric double-layer structure electrolyte prepared by a simple and scalable solution casting method provides a feasible solution for the application in stable and dendrite-suppressing all-solid-state Li metal battery.
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
CodeCraft应助修辛采纳,获得10
1秒前
1秒前
开心笑天发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
xuan完成签到 ,获得积分20
2秒前
sunflowertxy发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Hello应助Li采纳,获得10
5秒前
5秒前
大模型应助精明的南露采纳,获得10
7秒前
suns发布了新的文献求助10
7秒前
10秒前
11秒前
12秒前
Liugz发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
asdfghjkl完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
JJYYY完成签到,获得积分10
15秒前
Jun发布了新的文献求助10
16秒前
莫羽倾尘发布了新的文献求助10
17秒前
比比拉布发布了新的文献求助10
18秒前
Li发布了新的文献求助10
18秒前
鲤鱼涟妖发布了新的文献求助10
18秒前
竹浠发布了新的文献求助10
19秒前
shw发布了新的文献求助10
20秒前
羽毛关注了科研通微信公众号
21秒前
小韩同学发布了新的文献求助10
22秒前
冷静初雪完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
Hello应助zhan采纳,获得10
24秒前
Gooy完成签到,获得积分10
24秒前
精明冥完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
个性的孤丹关注了科研通微信公众号
26秒前
28秒前
28秒前
28秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Blackwell's five-minute veterinary consult clinical companion: small animal gastrointestinal diseases 500
Data book on fatigue strength of metallic materials 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7562799
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9143465
关于积分的说明 19549276
捐赠科研通 7150630
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3262335
关于科研通互助平台的介绍 2428586
邀请新用户注册赠送积分活动 2251832