An active bifunctional natural dye for stable all-solid-state organic batteries
Notice bibliographique
Résumé
Sustainable and cost-effective organic electrode materials are promising for next-generation lithium-ion batteries but are hindered by severe shuttle effects. While all-solid-state batteries offer a potential solution, chemical and mechanical incompatibility between organic electrode materials and inorganic solid electrolytes limit areal capacity and cycling stability, falling short of practical requirements. Here, we report a bifunctional indigo natural dye that serves as both an active material and a solid molecular catalyst in sulfide-based all-solid-state batteries, addressing these compatibility challenges. Contrary to the prevailing view that chemical reactions between organic electrode materials and sulfide solid electrolytes are detrimental, our study reveals that controlled reactions between indigo and Li6PS5Cl solid electrolyte catalyze their synergistic redox process after optimizing electrode microstructures. This strategy enables a high reversible capacity of 583 mAh g−1 (Li6PS5Cl contribution: 379 mAh g−1) at 0.1 C, a high areal capacity of 3.84 mAh cm−2, and good cycling stability at an operation temperature of 25 °C. These findings highlight the potential of bifunctional organic electrode materials in sulfide-based all-solid-state batteries to overcome the key challenges of organic electrode materials in practical applications. Incompatibility between organic electrodes and inorganic solid electrolytes limits the performance of solid-state organic batteries. Here, the authors introduce indigo natural dye as a redox-active material and molecular catalyst, enabling high capacity and long cycle life via synergistic redox reactions with sulfide electrolytes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».