Carbon-Doped Graphitic Carbon Nitride Inorganic Filler in Solid Polymer Electrolytes for All-Solid-State Batteries

材料科学 碳纤维 石墨氮化碳 聚合物 固态 电解质 氮化物 兴奋剂 填料(材料) 快离子导体 化学工程 纳米技术 复合材料 复合数 电极 有机化学 图层(电子) 催化作用 化学 物理化学 工程类 光催化 工程物理 光电子学
作者
Yu Kang,Ju Ye Kim,Yu Jin Hong,Da Eun Han,Hyo Won Bae,Dong Wook Kim,Kyu Hyoung Lee,Andrew A. Peterson,Mihye Wu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (22): 32141-32149 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsami.4c18540
摘要

In the quest to enhance the safety of lithium-ion batteries, substantial research is underway to develop all-solid-state batteries, facing challenges in achieving high ion conductivity in solid electrolytes. This study aims to enhance the ion conductivity by incorporating carbon-doped graphitic carbon nitride (C-doped g-C3N4) microspheres as an inorganic filler into the poly(ethylene oxide)-based solid polymer electrolyte (SPE). Leveraging the advantageous properties of g-C3N4 as an effective inorganic filler by enhancing its Lewis acid-base interactions with lithium, we modified g-C3N4 through carbon doping to improve the ionic conductivity of the SPE. Our experimental analysis supports the increased lithium transference number after hybridizing electrolytes with C-doped g-C3N4, signifying heightened ion mobility resulting from carbon substitution on g-C3N4. Subsequent density functional theory (DFT) calculations reveal increased lithium binding energy due to the carbon doping of g-C3N4, thereby ultimately enhancing the ion conductivity by promoting salt dissociation. Optimizing carbon doping levels and hybrid electrolyte composition yields improved ion conductivity and electrochemical performance, with optimal outcomes observed at 7% C-doped g-C3N4 with SPE. Evaluation in a pouch cell with the NCM811 cathode underscores the applicability of the hybrid electrolyte on a large scale, showcasing promising advancements in battery technology. Our carbon-doped g-C3N4 filler demonstrates promising potential in advancing ion conductivity through enhanced salt dissociations.
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
Kishi完成签到,获得积分10
2秒前
drsaidu完成签到,获得积分10
2秒前
Lucas应助HongyuanZhu采纳,获得10
3秒前
3秒前
小小发布了新的文献求助10
4秒前
cc完成签到,获得积分10
5秒前
gaos完成签到,获得积分10
6秒前
任航伟发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
如意完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
11111完成签到,获得积分20
8秒前
单纯的富应助Gavin采纳,获得10
9秒前
9秒前
文静菠萝发布了新的文献求助10
10秒前
BJQ666发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
Suda完成签到,获得积分10
13秒前
wulanshu应助小宇采纳,获得10
14秒前
14秒前
wang完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
lzy发布了新的文献求助10
15秒前
奋斗的珍完成签到,获得积分10
15秒前
czj完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
情怀应助彩色皓轩采纳,获得10
15秒前
16秒前
大个应助王巍然采纳,获得20
18秒前
18秒前
18秒前
sci发布了新的文献求助10
20秒前
这个大头张呀完成签到,获得积分10
20秒前
调皮灵槐完成签到,获得积分10
20秒前
xiaoyu完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
BJQ666完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
任航伟完成签到,获得积分20
21秒前
单纯的富应助Gavin采纳,获得10
22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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6445870
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8259365
关于积分的说明 17594856
捐赠科研通 5506208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901788
邀请新用户注册赠送积分活动 1878781
关于科研通互助平台的介绍 1718837