Halogen-Bonding Nanoarchitectonics in Supramolecular Plasticizers for Breaking the Trade-Off between Ion Transport and Mechanical Strength of Polymer Electrolytes for High-Voltage Li-Metal Batteries

材料科学 增塑剂 电解质 聚合物 聚合物电解质 金属 纳米技术 超分子化学 化学工程 复合材料 有机化学 化学 分子 离子电导率 电极 冶金 物理化学 工程类
作者
Jieqing Shen,Wensheng Tian,Shuohan Liu,Pan Hui,Cheng Yang,Hengdao Quan,Shenmin Zhu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (44): 30716-30727 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c09878
摘要

The low ionic conductivity of poly(ethylene oxide) (PEO)-based polymer electrolytes at room temperature impedes their practical applications. The addition of a plasticizer into polymer electrolytes could significantly promote ion transport while inevitably decreasing their mechanical strength. Herein, we report a supramolecular plasticizer (SMP) to break the trade-off effect between ionic conductivity and mechanical properties in PEO-based polymer electrolytes. Accordingly, the SMP is constructed by tetraethylene glycol dimethyl ether (G4) and SbF3 through halogen bonds. The SMP-plasticized PEO electrolyte (PEO/SMP) presents a simultaneously enhanced ionic conductivity of 2.4 × 10-4 S cm-1 (25 °C) and a high mechanical strength of 8.1 MPa, compared to those of pristine PEO-based electrolytes. Benefiting from the halogen bonds between G4 and SbF3, the Li-O coordination in PEO/SMP is evidently weakened, and thus rapid Li+ transport is achieved. Furthermore, the PEO/SMP electrolyte possesses a wide electrochemical stability window of 4.5 V and, importantly, derives an inorganic-rich SEI with a low interfacial resistance on a lithium metal surface. By using PEO/SMP, the lithium-metal battery with the LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode exhibits a good rate and long-term cycling performance with a capacity retention of 75.3% (500 cycles). This work offers a rational guideline for the design of polymer electrolytes suitable for high-performance 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
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
CC发布了新的文献求助10
1秒前
眼睛大的哈密瓜完成签到 ,获得积分20
2秒前
素昧平生完成签到,获得积分10
2秒前
SPULY发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
7秒前
Dr_Zhu完成签到,获得积分10
8秒前
李健的小迷弟应助lmq采纳,获得10
9秒前
天天快乐应助搞怪的映冬采纳,获得10
9秒前
阿豆阿豆发布了新的文献求助10
9秒前
陌陌完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
APTX4869完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
NZH关闭了NZH文献求助
11秒前
刘三萍发布了新的文献求助10
12秒前
喵喵拳发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
Leon完成签到,获得积分10
13秒前
完美世界应助tian采纳,获得10
14秒前
HAPPY完成签到,获得积分20
16秒前
充电宝应助Mia采纳,获得10
17秒前
陌陌关注了科研通微信公众号
18秒前
cazer_Wang发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
Chino发布了新的文献求助10
19秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
19秒前
pengli1981发布了新的文献求助10
23秒前
英俊的铭应助Silence采纳,获得10
23秒前
23秒前
bkagyin应助肥牛芋泥泥采纳,获得10
25秒前
26秒前
27秒前
小马甲应助含蓄安南采纳,获得10
28秒前
研友_VZG7GZ应助向嘉宝采纳,获得10
28秒前
万能图书馆应助星沉静默采纳,获得10
29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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 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
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 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 6439797
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253699
关于积分的说明 17567682
捐赠科研通 5497874
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899459
邀请新用户注册赠送积分活动 1876244
关于科研通互助平台的介绍 1716655