Cross-Linked Ethylene Carbonate-based Copolymer Composite Electrolytes Filled with TiO2 for Lithium Metal Batteries

共聚物 碳酸乙烯酯 电解质 复合数 材料科学 锂(药物) 金属锂 碳酸锂 乙烯 碳酸盐 金属 化学工程 无机化学 复合材料 催化作用 化学 冶金 离子 有机化学 电极 离子键合 聚合物 物理化学 工程类 医学 内分泌学
作者
Nantapat Soontornnon,Kento Kimura,Yoichi Tominaga
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (9): 4190-4199 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsaem.4c00530
摘要

To avoid the safety concerns of lithium–metal batteries (LMBs), which stem from the leaking of liquid electrolytes, solid polymer electrolytes (SPEs) are increasingly considered as alternative electrolytes. Carbon dioxide-derived poly(ethylene carbonate)-based SPE has drawn increasing attention due to its unique salt dissolution behavior, where the glass transition temperature (Tg) is reduced with increasing salt concentration. The limitations of the carbonate-based SPE are low mechanical strength and thermal decomposition induced by backbiting reaction at high temperatures, leading to unstable charge/discharge of LMBs. Accordingly, we prepared a cross-linked ethylene carbonated-based copolymer SPE filled with TiO2 (CP-CPE) to achieve good thermal resistance and ionic conductivity simultaneously. The morphology observation, mechanical strength, thermal properties, and electrochemical performance of the CP-CPEs were investigated using scanning electron microscopy, tensile test, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, electrochemical impedance spectroscopy, linear sweep voltammetry, and galvanostatic charge/discharge tests. The surface morphology showed that the 5.0 wt % of TiO2 is an appropriate amount that provided good filler dispersion for CP-CPE and gave the Young's modulus three-times higher than the ceramic-free CP-SPE. A CP-CPE incorporated with 5.0 wt % TiO2 exhibits the highest ionic conductivity of 3.4 × 10–5 S cm–1 at 60 °C, which was almost 10 times higher than that of the original cross-linked SPE without a filler (CP-SPE). The results also revealed that the 5.0 wt % CP-CPE promises to achieve a discharge capacity as high as 156 mA h g–1, and the Coulombic efficiency remained more than 97% after 20 cycles. All results share the evidence that this research achieved the appropriate amount of TiO2, which significantly enhanced the electrolyte properties of CP-SPE.

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
ironsilica完成签到,获得积分10
3秒前
研友Bn完成签到,获得积分10
17秒前
疯狂的凡梦完成签到 ,获得积分10
18秒前
结实新波完成签到,获得积分10
20秒前
leo完成签到,获得积分10
21秒前
独闯江湖完成签到 ,获得积分10
21秒前
Apricity完成签到 ,获得积分10
26秒前
张正友完成签到 ,获得积分10
27秒前
琳io完成签到 ,获得积分10
28秒前
几几完成签到,获得积分10
32秒前
赞赞完成签到 ,获得积分10
39秒前
默默莫莫完成签到 ,获得积分10
45秒前
娅娃儿完成签到 ,获得积分10
46秒前
上转换完成签到 ,获得积分10
46秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
46秒前
cepha完成签到 ,获得积分10
51秒前
AA完成签到,获得积分10
51秒前
小张完成签到,获得积分10
52秒前
叉叉完成签到,获得积分10
53秒前
激动的xx完成签到 ,获得积分10
56秒前
愛愛愛愛完成签到,获得积分10
1分钟前
xiaoyi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
机智的孤兰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
樂楽完成签到,获得积分10
1分钟前
soso完成签到 ,获得积分20
1分钟前
Jameson完成签到,获得积分10
1分钟前
李大胖胖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
唐山夕完成签到,获得积分10
1分钟前
隐形曼青应助阔达丹亦采纳,获得10
1分钟前
梦游菌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
蔷薇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
南攻完成签到,获得积分10
1分钟前
火火发布了新的文献求助20
1分钟前
shiyang2014发布了新的文献求助10
1分钟前
黄花菜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ava应助唐山夕采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
L_MING完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2000
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 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 6487181
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8285503
关于积分的说明 17670849
捐赠科研通 5575700
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2913504
邀请新用户注册赠送积分活动 1890466
关于科研通互助平台的介绍 1747976