Molecular crowding electrolytes for high-voltage aqueous batteries

电化学窗口 材料科学 电解质 乙二醇 水溶液 电化学 化学工程 化学 离子电导率 有机化学 电极 工程类 物理化学
作者
Jing Xie,Zhuojian Liang,Yi‐Chun Lu
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:19 (9): 1006-1011 被引量:431
标识
DOI:10.1038/s41563-020-0667-y
摘要

Developing low-cost and eco-friendly aqueous electrolytes with a wide voltage window is critical to achieve safe, high-energy and sustainable Li-ion batteries. Emerging approaches using highly concentrated salts (21–55 m (mol kg–1)) create artificial solid–electrode interfaces and improve water stability; however, these approaches raise concerns about cost and toxicity. Molecular crowding is a common phenomenon in living cells where water activity is substantially suppressed by molecular crowding agents through altering the hydrogen-bonding structure. Here we demonstrate a ‘molecular crowding’ electrolyte using the water-miscible polymer poly(ethylene glycol) as the crowding agent to decrease water activity, thereby achieving a wide electrolyte operation window (3.2 V) with low salt concentration (2 m). Aqueous Li4Ti5O12/LiMn2O4 full cells with stable specific energies between 75 and 110 W h kg−1 were demonstrated over 300 cycles. Online electrochemical mass spectroscopy revealed that common side reactions in aqueous Li-ion batteries (hydrogen/oxygen evolution reactions) are virtually eliminated. This work provides a path for designing high-voltage aqueous electrolytes for low-cost and sustainable energy storage. Developing cheap and sustainable aqueous electrolytes with a wide voltage window is key to achieving safe and high-energy Li-ion batteries. An electrolyte using the polymer poly(ethylene glycol) as a crowding agent to decrease water activity achieves a wide operation window at low salt concentration.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
regina完成签到 ,获得积分20
刚刚
1秒前
2秒前
华仔应助风清扬采纳,获得10
3秒前
orixero应助坚强一笑采纳,获得10
3秒前
Siwen发布了新的文献求助10
4秒前
huilini发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
开心的瘦子完成签到,获得积分10
7秒前
Adelais完成签到,获得积分10
7秒前
11秒前
12秒前
丘比特应助不正直跳跳糖采纳,获得10
14秒前
QUQUE发布了新的文献求助10
15秒前
灰色头像发布了新的文献求助10
15秒前
yishuihan发布了新的文献求助10
17秒前
yishuihan完成签到,获得积分10
23秒前
称心鸵鸟完成签到,获得积分10
24秒前
灰色头像完成签到,获得积分20
25秒前
汉堡包应助十四采纳,获得10
26秒前
谁能拒绝周杰伦呢完成签到 ,获得积分10
27秒前
shinysparrow应助风清扬采纳,获得10
28秒前
嗯哼完成签到 ,获得积分10
33秒前
张立佳完成签到 ,获得积分10
35秒前
CL发布了新的文献求助20
37秒前
成长快乐完成签到,获得积分10
40秒前
田様应助清欢采纳,获得10
44秒前
激动的半芹完成签到,获得积分10
46秒前
47秒前
南南发布了新的文献求助10
47秒前
48秒前
49秒前
慕青应助土豪的逊采纳,获得10
49秒前
49秒前
Siwen发布了新的文献求助10
51秒前
张六六完成签到 ,获得积分10
52秒前
53秒前
53秒前
上官绮兰发布了新的文献求助10
55秒前
shinysparrow应助啦啦采纳,获得10
55秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Electronic Structure Calculations and Structure-Property Relationships on Aromatic Nitro Compounds 500
マンネンタケ科植物由来メロテルペノイド類の網羅的全合成/Collective Synthesis of Meroterpenoids Derived from Ganoderma Family 500
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 400
Statistical Procedures for the Medical Device Industry 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2379997
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2087232
关于积分的说明 5240478
捐赠科研通 1814303
什么是DOI,文献DOI怎么找? 905192
版权声明 558734
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 483222