Molecular Design of a Highly Stable Single-Ion Conducting Polymer Gel Electrolyte

材料科学 电解质 化学工程 法拉第效率 电极 聚合物 离子电导率 电化学窗口 电导率 电化学 离子液体 复合材料 有机化学 物理化学 化学 催化作用 工程类
作者
Kewei Liu,Sisi Jiang,Trevor L. Dzwiniel,Hong-Keun Kim,Yu Zhou,Nancy L. Dietz Rago,Jae Jin Kim,Timothy T. Fister,Jianzhong Yang,Qian Liu,James A. Gilbert,Lei Cheng,Venkat Srinivasan,Zhengcheng Zhang,Chen Liao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsami.0c03363
摘要

Single-ion conducting (SIC) polymer electrolytes with a high Li transference number (tLi+) have shown the capability to enable enhanced battery performance and safety by avoiding liquid-electrolyte leakage and suppressing Li dendrite formation. However, issues of insufficient ionic conductivity, low electrochemical stability, and poor polymer/electrode interfacial contact have greatly hindered their commercial use. Here, a Li-containing boron-centered fluorinated SIC polymer gel electrolyte (LiBFSIE) was rationally designed to achieve a high tLi+ and high electrochemical stability. Owing to the low dissociation energy of the boron-centered anion and Li+, the as-prepared LiBFSIE exhibited an ionic conductivity of 2 × 10-4 S/cm at 35 °C, which is exclusively contributed by Li ions owing to a high tLi+ of 0.93. Both simulation and experimental approaches were applied to investigate the ion diffusion and concentration gradient in the LiBFSIE and non-cross-linked dual-ion systems. Typical rectangular Li stripping/plating voltage profiles demonstrated the uniform Li deposition assisted by LiBFSIE. The interfacial contact and electrolyte infiltration were further optimized with an in situ UV-vis-initiated polymerization method together with the electrode materials. By virtue of the high electrochemical stability of LiBFSIE, the cells achieved a promising average Coulombic efficiency of 99.95% over 200 cycles, which is higher than that of liquid-electrolyte-based cells. No obvious capacity fading was observed, indicating the long-term stability of LiBFSIE for lithium metal 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
聆(*^_^*)完成签到 ,获得积分10
1秒前
Chief完成签到,获得积分0
1秒前
婵婵完成签到,获得积分10
2秒前
浮游应助ylc采纳,获得10
2秒前
黄蛋黄发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
帅哲哲发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
pcr163应助幸福的丑采纳,获得10
6秒前
完美世界应助小羊小羊采纳,获得30
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
婵婵发布了新的文献求助10
7秒前
黄蛋黄完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI5应助幸福大白采纳,获得10
8秒前
科研通AI6应助幸福大白采纳,获得10
8秒前
rong完成签到 ,获得积分10
8秒前
kmy完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
爆米花应助快乐的柚子采纳,获得10
9秒前
lynn221204发布了新的文献求助10
9秒前
情怀应助李争采纳,获得10
10秒前
VDC发布了新的文献求助30
10秒前
特昂唐发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
hitest发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
zong240221完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
厘米发布了新的文献求助20
14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
Nuclear Fuel Behaviour under RIA Conditions 500
Sociologies et cosmopolitisme méthodologique 400
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Another look at Archaeopteryx as the oldest bird 390
Higher taxa of Basidiomycetes 300
Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) using SmartPLS 3.0 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4665906
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4046828
关于积分的说明 12516851
捐赠科研通 3739357
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2065168
邀请新用户注册赠送积分活动 1094724
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 975076