清華大學/華南理工AM:橋接快速鋰離子傳輸通道構建5.1μm剛性準固態電解質 2024年5月8日 下午2:14 ? 頂刊 ? 閱讀 73 全固態鋰離子電池由于采用了固態電解質替代傳統有機液態電解液,有望從根本上解決電池的安全性的同時,還能進一步提升鋰電池的能量密度和循環壽命,符合未來高安全性高能量密度鋰離子電池發展的方向。 然而,要實現高能量密度的準固態鋰金屬電池(LMB),需要一種具有枝晶突變抑制特性的超薄準固態電解質(QSE)。 在此,清華大學王海輝、華南理工大學王素清等人在正極上設計了一個 5.1 μm 的剛性 QSE 層。 其中,作者將帶有負電荷基團的凱夫拉(聚對苯二甲酸對苯二甲酯)納米纖維(KANFs)作為剛性骨架橋接金屬有機框架(MOF)顆粒,并選擇不易燃的深共晶溶劑(DES)封裝到 MOF 通道中,再結合原位聚合反應完成具有高剛性和穩定性的高安全電解質系統。 結果顯示,所構建的拓撲網絡具有高剛性(5.4 GPa)、高離子電導率(室溫下為 0.73 mS cm-1)、良好的離子調控性能和更高的結構穩定性,有助于實現均勻的鋰離子通量、優異的枝晶抑制能力和延長 LMB 的循環性能。 圖1. 作用機制 總之,該工作提出了一種基于UiO-66@KANF復合材料的5.1微米厚的剛性準固體電解質。 具體而言,作者通過UiO-66@KANF的項鏈狀離子通道結構,結合不易燃深共晶溶劑作為離子傳輸載體,實現了高鋰離子導電性(0.73 mS/cm)、低鋰離子擴散活化能(0.0422 eV)和高模量(5.4 GPa)。 該電解質顯著抑制了鋰枝晶生長,提升了鋰金屬電池的循環穩定性,在4C下循環500圈容量保持率為128.7 mAh/g。因此,該項工作為構建高能量密度、長循環壽命的鋰金屬電池提供了有效策略。 圖2. 電池性能 5.1 μm Ion‐Regulated Rigid Quasi‐Solid Electrolyte Constructed by Bridging Fast Li‐Ion Transfer Channels for Lithium Metal Batteries, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202401837 原創文章,作者:wang,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/08/4646dc5cf2/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 宋少青/姜淑娟/孫傳智ACS Nano:單原子硫空位CdS在自旋極化電場下光催化水整體裂解為H2 2023年10月9日 趙忠奎/章日光/劉岳峰Nature子刊:不飽和N、O配位調節單個銅中心電子排布,增強對苯的選擇性氧化 2023年10月7日 催化頂刊集錦:EES、JACS、Angew.、Nat. Commun.、AFM、ACS Nano、Small 2023年10月7日 黃少銘/張琪AFM:將亞納米催化劑融入MOF,實現多硫化物的高效限制與轉化 2023年10月6日 北大徐東升,最新Angew! 2024年1月4日 Nature Energy:可忽略電壓損失的富鋰層狀氧化物正極 2023年12月28日