Improving Li-ion interfacial transport in hybrid solid electrolytes

电解质 快离子导体 材料科学 离子 离子运输机 化学工程 纳米技术 电极 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Ming Liu,Shengnan Zhang,Ernst R. H. van Eck,Chao Wang,Swapna Ganapathy,Marnix Wagemaker
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:17 (9): 959-967 被引量:210
标识
DOI:10.1038/s41565-022-01162-9
摘要

The development of commercial solid-state batteries has to date been hindered by the individual limitations of inorganic and organic solid electrolytes, motivating hybrid concepts. However, the room-temperature conductivity of hybrid solid electrolytes is still insufficient to support the required battery performance. A key challenge is to assess the Li-ion transport over the inorganic and organic interfaces and relate this to surface chemistry. Here we study the interphase structure and the Li-ion transport across the interface of hybrid solid electrolytes using solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy. In a hybrid solid polyethylene oxide polymer–inorganic electrolyte, we introduce two representative types of ionic liquid that have different miscibilities with the polymer. The poorly miscible ionic liquid wets the polymer–inorganic interface and increases the local polarizability. This lowers the diffusional barrier, resulting in an overall room-temperature conductivity of 2.47 × 10−4 S cm−1. A critical current density of 0.25 mA cm−2 versus a Li-metal anode shows improved stability, allowing cycling of a LiFePO4–Li-metal solid-state cell at room temperature with a Coulombic efficiency of 99.9%. Tailoring the local interface environment between the inorganic and organic solid electrolyte components in hybrid solid electrolytes seems to be a viable route towards designing highly conducting hybrid solid electrolytes. NMR measurements show that the interface between the inorganic and organic components can be tailored to design a highly conducting hybrid solid electrolyte.
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
刚刚
sys549发布了新的文献求助10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
TZT发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
annaanna发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.1应助垚祎采纳,获得10
4秒前
熊二完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
6秒前
脑洞疼应助微光熠采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
Ming发布了新的文献求助10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
9秒前
精明的听寒完成签到,获得积分10
9秒前
固的曼完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
领导范儿应助syx采纳,获得10
10秒前
fff完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
lzy关闭了lzy文献求助
11秒前
小二郎应助lex采纳,获得10
13秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI6.1应助irisy采纳,获得10
15秒前
玩命蛋挞完成签到,获得积分10
16秒前
bkagyin应助怕黑的盼烟采纳,获得10
17秒前
卡卡发布了新的文献求助80
17秒前
朴实迎梅完成签到,获得积分10
17秒前
简单的百川应助Walden采纳,获得10
17秒前
高兴的妙旋完成签到,获得积分10
18秒前
高高的玫瑰完成签到,获得积分10
18秒前
b11发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
lx完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5752083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5472547
关于积分的说明 15372955
捐赠科研通 4891251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2630271
邀请新用户注册赠送积分活动 1578444
关于科研通互助平台的介绍 1534459