Coordinated Na+ Diffusion and Multiscale Interfacial Engineering of Polymer Electrolyte for Room‐Temperature Solid Sodium Metal Batteries

材料科学 电解质 化学工程 聚合物 离子电导率 阴极 高分子化学 电极 复合材料 物理化学 遗传学 生物 工程类 化学
作者
Yuxiang Guo,Jiacheng Liu,Ahu Shao,Cheng Lü,Jiawen Tang,Yaxin Zhang,Zhiqiao Wang,Yunsong Li,Yingche Wang,Helin Wang,Chunwei Li,Ting Liu,Xiaodong Zhao,Yue Ma
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (17) 被引量:16
标识
DOI:10.1002/aenm.202405104
摘要

Abstract Thin‐layer composite polymer electrolytes (CPEs) provide a safer alternative to flammable liquid electrolytes for all‐solid‐state sodium metallic batteries (ASSMBs) prototyping. However, conventional CPE designs suffer from insufficient ionic conductivities, oxidation upon high‐voltage and uncontrolled dendrite growth. Herein, an interpenetrating approach by incorporating an optimized amount of acrylamide (AM) monomers polymerized within polyethylene oxide (PEO) matrix is proposed. The amide groups within tangled PEO/poly(acrylamide) (PAM) segments facilitate the NaTFSI salt dissociation through the coordination between CO═Na + and N─H/TFSI − interactions, meanwhile boosting Na + conduction along the ethylene oxide chains. Integrated with bacterial cellulose scaffold for mechanical reinforcement, the CPE membrane reconciles the tensile strength, ionic conductance and transference number. Robotic‐arm controlled spray coating applies 4,4′‐(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) and 1,2‐dibromobenzene (1,2‐DBB) onto opposite sides of the PEO/PAM‐BC membrane. The electron‐withdrawing 6FDA layer promotes a NaF‐rich cathode interface with 4.74 V tolerance, while the electron‐accepting 1,2‐DBB creates a NaBr‐rich layer that mitigates the Na + diffusion barrier. In the ASSMB configuration, the prototype demonstrates 85.4% capacity retention over 500 cycles at room‐temperature and wide‐temperature‐range adaptability from 0 to 80 °C. Transmission‐mode X‐ray diffraction reveals reversible lattice breathing of the paired cathode, which highlights the synergistic Na diffusion and stabilized interfaces across scales for the practical CPE design.
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
科研通AI6.2应助尊敬绮采纳,获得10
刚刚
宫野珏完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
彭于晏应助Nuyoah采纳,获得10
1秒前
2秒前
albertchan完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
科研通AI6.3应助千山采纳,获得10
3秒前
三瓣橘子完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
乐乐应助YAXUESUN采纳,获得10
3秒前
难过花瓣完成签到,获得积分10
4秒前
情怀应助flyx采纳,获得10
6秒前
李健应助d叨叨鱼采纳,获得10
6秒前
难过花瓣发布了新的文献求助10
7秒前
liaoyu发布了新的文献求助10
7秒前
东方元语应助老张采纳,获得20
7秒前
跳跃擎完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
11秒前
Linz完成签到 ,获得积分10
12秒前
华花发布了新的文献求助10
13秒前
lzd完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
www发布了新的文献求助10
15秒前
xixi发布了新的文献求助10
15秒前
李爱国应助哈哈哈采纳,获得10
15秒前
15秒前
落落大方的松完成签到,获得积分10
16秒前
Nuyoah发布了新的文献求助10
16秒前
跳跳虎完成签到 ,获得积分10
17秒前
hope完成签到,获得积分10
18秒前
核桃发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
科研小李发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 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 7254342
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876285
关于积分的说明 18741787
捐赠科研通 6934908
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200112
关于科研通互助平台的介绍 2374772
邀请新用户注册赠送积分活动 2175008