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
1秒前
开心的火龙果完成签到,获得积分10
1秒前
开朗的乐蕊完成签到,获得积分10
1秒前
bxx完成签到,获得积分10
1秒前
酷炫葵阴完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
123123完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
ZY完成签到,获得积分10
2秒前
12138完成签到 ,获得积分10
2秒前
学术小白完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
xiaotailan完成签到,获得积分10
3秒前
Suo完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
thuuu完成签到,获得积分10
4秒前
前行者完成签到,获得积分10
4秒前
研友_VZG7GZ应助李晶晶采纳,获得10
4秒前
harmy发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
空133发布了新的文献求助10
5秒前
丰富的复天完成签到,获得积分10
5秒前
Nature发布了新的文献求助10
6秒前
kp发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
haohoa发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
amo完成签到,获得积分10
7秒前
空凌完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
东晓发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
月岛滴滴完成签到,获得积分10
8秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
柳絮发布了新的文献求助10
8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 12000
(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 Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
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 5699126
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5129127
关于积分的说明 15224490
捐赠科研通 4854057
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2604442
邀请新用户注册赠送积分活动 1555961
关于科研通互助平台的介绍 1514252