Quasi‐Crowding Solvation Design of Ionic Liquid Electrolytes for Stable High‐Temperature Potassium‐Ion Batteries

溶剂化 电解质 离子液体 离子键合 离子电导率 化学物理 阴极 离子 化学 合理设计 材料科学 电池(电) 功率密度 无机化学 化学工程 储能 溶剂化壳 活化能 工作(物理) 密度泛函理论 隐溶剂化 设计要素和原则 能量密度
作者
Jing Zheng,Qun Li,Xiaokang Chu,Ziqi Zhang,Hao Lou,Ran Chen,Xi Cao,Mengtao Ma,Jijian Xu,Zixia Lin,Qingxue Lai
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (23): e4883105-e4883105
标识
DOI:10.1002/anie.4883105
摘要

A quasi-crowding solvation structure design principle was proposed to develop phosphate-mediated ionic liquid electrolyte (PILE), enabling high ionic conductivity, low desolvation energy barrier, enhanced anion-dominant nature of the inner solvation sheath, and re-stabilization of organic cations in the outer solvation sheath. As a result, the Prussian Blue (PB) cathode in PILE delivered a highly maintained specific capacity of 62.0 mAh/g after 800 cycles at 500 mA/g and 20°C, which can be further improved to be 80.7 mAh/g after 500 cycles at 40°C. The synergistic effect from the quasi-crowding solvation design guaranteed stability, and elevating working temperatures enhanced kinetics, which was revealed to be responsible for the improved K-storage performance, mainly via transforming the cathode-electrolyte-interphase (CEI) formation mechanism from organic-cation-dominated to fluorine-rich-anion-dominated oxidation, and significantly reducing ion transport and charge transfer impedances, respectively. The developed PB||PILE||graphite (Gr) full cell also output a significantly improved energy density of 269.6 Wh/kg and power density of 609.9 W/kg at 200 mA/g and 60°C, attributing to the efficient activation of low-spin Fe-C sites for deep and high-voltage K-storage. These principles and validations will significantly advance the understanding of fundamental electrolyte chemistry and inspire the rational design of high-performance potassium-ion batteries (PIBs) for extreme applications.
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
西瓜荔荔冰完成签到 ,获得积分10
1秒前
spring完成签到,获得积分20
1秒前
小瓶子发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
eflower_tea完成签到,获得积分10
2秒前
许飞完成签到,获得积分10
2秒前
大个应助ymmmaomao23采纳,获得10
3秒前
C5b6789n发布了新的文献求助20
3秒前
平常香魔完成签到,获得积分10
3秒前
万能图书馆应助可爱傀斗采纳,获得10
3秒前
王霞发布了新的文献求助200
4秒前
活力的康发布了新的文献求助10
5秒前
喵喵完成签到,获得积分10
5秒前
苗烨霖完成签到,获得积分10
5秒前
华仔应助成就的盼芙采纳,获得30
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
顾矜应助山青水秀采纳,获得10
8秒前
8秒前
sukiii发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
nkjhr发布了新的文献求助30
9秒前
科研通AI6.4应助喃喃采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
Tess发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
guoguo1119完成签到 ,获得积分10
12秒前
济南青年完成签到,获得积分10
12秒前
牛牛应助正直的风华采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
小圈完成签到,获得积分10
12秒前
质延发布了新的文献求助10
13秒前
13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
Cronologia da história de Macau 5000
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6977776
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8656844
关于积分的说明 18353826
捐赠科研通 6439219
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3091936
关于科研通互助平台的介绍 2147960
邀请新用户注册赠送积分活动 2068389