A Cyclosiloxane‐Copolymerized Polyether Electrolyte for High‐Voltage Solid‐State Lithium Metal Batteries

电解质 材料科学 离子电导率 金属锂 化学工程 锂(药物) 离子键合 单体 聚合物 电导率 溶剂化 金属 共聚物 能量密度 储能 沉积(地质) 电池(电) 化学稳定性 聚合物电解质 电化学 纳米技术 快离子导体 无机化学 密度泛函理论 电极
作者
Yuxiang Zhang,Yuanxing Zhang,Xinyu Zhang,Haijian Lv,Zhuolin Yang,X.G Xu,Xiangyi Luo,Guoqiang Tan,Wenbin Liu,Borong Wu,Daobin Mu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (67) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.77136
摘要

ABSTRACT Polyether‐based solid polymer electrolytes (SPEs) hold great promise for solid‐state batteries, yet they suffer from a fundamental trade‐off among ionic conductivity, oxidative stability, and mechanical robustness. Herein, a cyclosiloxane‐copolymerized polyether electrolyte (CS‐PDOX) is developed via in situ ring‐opening copolymerization between 1,3‐dioxane (DOX) monomers and a cyclosiloxane cross‐linker. The incorporation of cyclosiloxane redistributes the local electrostatic environment of the polyether electrolyte, weakens Li + ‐polymer coordination, and lowers the Li + migration barrier, leading to a high room‐temperature ionic conductivity of 8.45 × 10 −4 S cm −1 . Simultaneously, the electron‐deficient Si─O─Si downshifts the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level, expanding the oxidative stability to ∼4.76 V vs. Li + /Li and suppressing side reactions upon pairing with high‐voltage cathodes. Moreover, the engineered weak‐solvation, featuring a weakened Li + ‐polymer coordination environment, drives FSI − anions into the solvation sheath, which favors the formation of an inorganic‐rich solid electrolyte interphase. This interface provides uniform Li deposition and robust mechanical protection, enabling >2400 h lifespans in Li||Li cells. Consequently, the Li|CS‐PDOX|NCM811 cell delivers exceptional cycling stability with 85.0% capacity retention over 400 cycles, and the ∼3.5 Ah Li─Cu||NCM811 pouch cell delivers a remarkable energy density of 445 Wh kg −1 , demonstrating the potential of this strategy for next‐generation high‐voltage solid‐state batteries.
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
CipherSage的应助被俩吉儿采纳,获得10
刚刚
哇哇完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
科研通AI6.4的应助被魔幻大有采纳,获得10
1秒前
科研通AI6.4的应助被欧阳大娘采纳,获得10
1秒前
江吉完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI6.4的应助被寒冷念文采纳,获得10
2秒前
YXIAN发布了新的文献求助10
2秒前
丘奇完成签到,获得积分10
2秒前
打打的应助被寒冷念文采纳,获得10
2秒前
DKY完成签到,获得积分10
2秒前
理想三寻发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
乐乐笑语的应助被奋斗的思雁采纳,获得10
2秒前
HAL9000完成签到,获得积分10
2秒前
kk完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
脸小呆呆发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
wxh发布了新的文献求助10
4秒前
欣慰碧琴发布了新的文献求助10
4秒前
SUN完成签到,获得积分10
5秒前
ber发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
YF是杨芳完成签到 ,获得积分10
5秒前
7秒前
7秒前
甜美浩然发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
大模型的应助被以恒之心采纳,获得10
8秒前
王kk发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
HH关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
猫念初完成签到,获得积分10
10秒前
medlive2020完成签到,获得积分10
10秒前
qcl完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Erzählte Gnade 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8110003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9517540
关于积分的说明 21512953
捐赠科研通 7687177
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411435
关于科研通互助平台的介绍 2538608
邀请新用户注册赠送积分活动 2451407