Ultra-stable all-solid-state sodium-metal batteries enabled by perfluoropolyether-based electrolytes

材料科学 电解质 化学工程 固态 国家(计算机科学) 金属 纳米技术 计算机科学 化学 工程物理 电极 冶金 工程类 物理化学 算法
作者
Xiaoen Wang,Cheng Zhang,Michał Sawczyk,Qinghong Yuan,Fangfang Chen,Tiago Mendes,Patrick C. Howlett,Changkui Fu,Debra J. Searles,Petr Král,Craig J. Hawker,Andrew K. Whittaker,Maria Forsyth
出处
期刊:Research Square - Research Square 被引量:4
标识
DOI:10.21203/rs.3.rs-354912/v2
摘要

Abstract Rechargeable batteries paired with sodium (Na)-metal anodes are considered as one of the most promising high energy and low-cost energy storage systems. However, the use of highly reactive Na metal and the formation of Na dendrites during battery operation have caused significant safety concerns, especially when highly flammable liquid electrolytes are used. Herein, we design and develop a solvent-free solid polymer electrolytes (SPEs) based on a perfluoropolyether (PFPE) terminated polyethylene glycol (PEG)-based block copolymer for safe and stable all-solid-state Na-metal batteries. Compared with traditional poly(ethylene oxide) (PEO) or PEG SPEs, our results suggest that block copolymer design allows for the formation of self-assembled microstructures leading to high storage modulus at elevated temperatures with the PEG domains providing transport channels even at high salt concentration (EO/Na + = 8:2). Moreover, it is demonstrated that the incorporation of PFPE segments enhances the Na + transference number of the electrolyte to 0.46 at 80 o C. Finally, the proposed SPE exhibits highly stable symmetric cell cycling performance with high current density (0.5 mA cm -2 and 1.0 mAh cm -2 , up to 1300 hours). The assembled all-solid-state Na-metal batteries with Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 cathode demonstrate outstanding rate performance, high capacity retention and long-term charge/discharge stability (CE = 99.91%) after more than 900 cycles.
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
zzz发布了新的文献求助10
1秒前
林海完成签到,获得积分10
1秒前
LU关闭了LU文献求助
1秒前
张三发布了新的文献求助10
1秒前
LioraLi发布了新的文献求助10
2秒前
蓝天发布了新的文献求助10
2秒前
冲冲冲完成签到,获得积分10
2秒前
樂楽完成签到,获得积分10
3秒前
fangzhang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
奔波霸发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
丘比特应助zmk采纳,获得10
6秒前
隐形曼青应助WAN采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助SJXS采纳,获得10
7秒前
pcr163发布了新的文献求助10
7秒前
xueshu完成签到,获得积分10
8秒前
yang完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
ouffuu完成签到,获得积分20
11秒前
fangzhang发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
科研完成签到,获得积分20
13秒前
自觉的梦桃完成签到,获得积分10
14秒前
打打应助harry采纳,获得10
14秒前
大菠萝发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
文昊完成签到 ,获得积分10
15秒前
外向怀蕊发布了新的文献求助10
16秒前
朱雀发布了新的文献求助10
16秒前
LioraLi完成签到,获得积分10
16秒前
ex02发布了新的文献求助10
18秒前
曼曼发布了新的文献求助10
18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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 7241530
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8866243
关于积分的说明 18703477
捐赠科研通 6914115
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3195911
关于科研通互助平台的介绍 2368655
邀请新用户注册赠送积分活动 2170437