Multicomponent Covalent Organic Framework Solid Electrolyte Allowing Effective Li-Ion Dissociation and Diffusion for All-Solid-State Batteries

电解质 离解(化学) 离子电导率 法拉第效率 材料科学 离子键合 化学物理 电化学 离子 快离子导体 离子运输机 化学工程 化学 无机化学 纳米技术 物理化学 电极 有机化学 工程类
作者
Jun-Hyeong Lee,Hajin Lee,Jae Wook Lee,Tae Woog Kang,Jung Hyun Park,Jae‐Hoon Shin,Hyunji Lee,Dibyananda Majhi,Sang Uck Lee,Jong‐Ho Kim
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (17): 17372-17382 被引量:30
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c05405
摘要

Organic solid electrolytes compatible with all-solid-state Li metal batteries (LMBs) are essential to ensuring battery safety, high energy density, and long-term cycling performance. However, it remains a challenge to develop an approach to provide organic solid electrolytes with capabilities for the facile dissociation of strong Li-ion pairs and fast transport of ionic components. Herein, a diethylene glycol-modified pyridinium covalent organic framework (DEG-PMCOF) with a well-defined periodic structure is prepared as a multicomponent solid electrolyte with a cationic moiety of high polarity, an additional flexible ion-transporter, and an ordered ionic channel for all-solid-state LMBs. The DEG-containing pyridinium groups of DEG-PMCOF allow a lower dissociation energy of Li salts and a smaller energy barrier of Li-ion transport, leading to high ion conductivity (1.71 × 10-4 S cm-1) and a large Li-ion transfer number (0.61) at room temperature in the solid electrolyte. The DEG-PMCOF solid electrolyte exhibits a wide electrochemical stability window and effectively suppresses the formation of Li dendrites and dead Li in all-solid-state LMBs. Molecular dynamics and density functional theory simulations provide insights into the mechanisms for the enhanced Li-ion transport driven by the integrated diffusion process based on hopping motion, vehicle motion, and free diffusion of DEG-PMCOF. The all-solid-state LMB assembled with a DEG-PMCOF solid electrolyte displays a high specific capacity with a retention of 99% and an outstanding Coulombic efficiency of 99% at various C-rates during long-term cycling. This DEG-PMCOF approach can offer an effective route to design various solid-state Li 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
刚刚
刚刚
刚刚
小蘑菇应助Kannan采纳,获得10
1秒前
LG1p发布了新的文献求助10
1秒前
毛毛高发布了新的文献求助10
2秒前
你的女孩TT完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
wanci应助DH采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
善学以致用应助rt三角采纳,获得10
3秒前
苹果丝发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
核桃应助Roseven采纳,获得10
4秒前
苹果画板完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
来不及丨发布了新的文献求助10
5秒前
Hannah发布了新的文献求助20
5秒前
史淼荷发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
quincy发布了新的文献求助10
6秒前
简单刺猬发布了新的文献求助10
6秒前
嗬娜发布了新的文献求助30
6秒前
轻舟完成签到 ,获得积分10
7秒前
粥里完成签到,获得积分10
7秒前
KY完成签到 ,获得积分10
8秒前
乐乐应助玄一采纳,获得10
8秒前
Darius应助走蛋吧采纳,获得10
8秒前
迷路的天蓉完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
lili发布了新的文献求助10
9秒前
达笙发布了新的文献求助10
9秒前
congcong成协完成签到,获得积分10
10秒前
咪咪完成签到,获得积分10
10秒前
静水流深完成签到 ,获得积分10
10秒前
还不错发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
F-35B V2.0 How to build Kitty Hawk's F-35B Version 2.0 Model 2000
줄기세포 생물학 1000
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
中国减肥产品行业市场发展现状及前景趋势与投资分析研究报告(2025-2030版) 500
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 4521838
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3963676
关于积分的说明 12285262
捐赠科研通 3627318
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1996219
邀请新用户注册赠送积分活动 1032782
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 922662