Multiple functional biomolecule-based metal-organic-framework-reinforced polyethylene oxide composite electrolytes for high-performance solid-state lithium batteries

离子电导率 电解质 电化学 锂(药物) 电化学窗口 氧化物 材料科学 化学工程 金属有机骨架 生物分子 复合数 离子键合 无机化学 化学 纳米技术 电极 复合材料 离子 吸附 有机化学 物理化学 冶金 内分泌学 工程类 医学
作者
Cheol Hyoun Ahn,Jeong Jae Kim,Won Yang,Hyung Koun Cho
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:557: 232528-232528 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.232528
摘要

Composite synthesis by adding inorganic fillers to the polymer electrolyte is proposed as a method to obtain solid-state electrolytes (SSE) with high ionic conductivity and long-term stability for high-performance solid-state lithium batteries. Here, we originally introduce biomolecule-based metal-organic frameworks (bio-MOFs) as efficient multiple functional active fillers with naturally abundant functional groups. The proposed bio-MOFs possess plentiful functional Lewis acidic sites composed of open metal nodes and Lewis basic sites consisting of NH2 functional groups and heterocyclic N atoms to satisfy various requirements, such as high ionic conductivity, wide electrochemical window, high Li+ transference number, and long-term stability. Notably, the multiple functional bio-MOF fillers demonstrate good distribution in the PEO matrix owing to strong hydrogen bonding between functional NH2 groups of bio-MOFs. Moreover, it ensures an enhanced electrochemical window and long-term cycling stability. These improvements are attributed to an increase in the number of free Li+ ions due to the strong interaction between the Lewis acidic sites (open metal sites) of the bio-MOF and TFSI− of Li salts and the enhanced amorphous structure of the PEO matrix. Consequently, [email protected] oxide (PEO):LiTFSI exhibited high ionic conductivity (5.7×10−5 S·cm−1 at 30 °C and 5.7×10−4 S·cm−1 at 60 °C), a wide electrochemical window (<4.57 V vs Li/Li+), and an excellent Li+ transference number (0.63). Moreover, Li/SSE/LiFePO4(LFP) battery cells utilizing [email protected]:LiTFSI exhibited a high specific capacity of 153.9 mAh·g−1 at 0.1 C.

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
刘娇发布了新的文献求助10
刚刚
liu完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
冷酷的不斜完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助耶耶采纳,获得10
1秒前
1秒前
隐形曼青应助番茄采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
赘婿应助高挑的葵阴采纳,获得10
3秒前
江城子发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
MOOTEA发布了新的文献求助10
3秒前
爱学习的费力气完成签到,获得积分10
4秒前
momo发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
狗五发布了新的文献求助10
5秒前
一天一个苹果儿完成签到,获得积分10
5秒前
郭濹涵发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
stay发布了新的文献求助10
6秒前
化学学渣完成签到,获得积分20
6秒前
ww发布了新的文献求助10
6秒前
香蕉觅松发布了新的文献求助10
7秒前
yinyin发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
完美世界应助copper采纳,获得10
7秒前
simon发布了新的文献求助10
7秒前
小猴发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
脑洞疼应助ZPK芜湖采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
小巧蜗牛完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
可爱的马喽关注了科研通微信公众号
10秒前
lallalal发布了新的文献求助10
10秒前
丘比特应助张火火采纳,获得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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
機能性マイクロ細孔・マイクロ流体デバイスを利用した放射性核種の 分離・溶解・凝集挙動に関する研究 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
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 6257640
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8079812
关于积分的说明 16879481
捐赠科研通 5329906
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2837519
邀请新用户注册赠送积分活动 1814811
关于科研通互助平台的介绍 1668997