The Effect of Boron Nitride Flakes on Sodium Ion Transport in PEO Electrolytes

氮化硼 电解质 离子 材料科学 无机化学 氮化物 化学工程 化学 纳米技术 冶金 有机化学 物理化学 电极 图层(电子) 工程类
作者
Shreyas Pathreeker,C A Snyder,George Papamokos,Russell J. Composto
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c01192
摘要

Improving the total ionic conductivity (σ) of solid polymer electrolytes (SPEs) is critical to the development of solid-state sodium (Na) batteries. In this work, we investigate the effect of two-dimensional (2D), dual-Lewis hexagonal boron nitride (h-BN) filler on polymer structure and ion transport properties of P(EO)24:Na+ and P(EO)4:Na+ mixtures of poly(ethylene oxide) (PEO)-bis (fluorosulfonylimide) (NaFSI). Below the critical percolation concentration threshold for the h-BN flakes, X-ray diffraction and differential scanning calorimetry studies show that an increase in h-BN concentration initially induces an increase in PEO crystallinity followed by a decrease due to competing effects between heterogeneous nucleation of PEO lamellae and its spherulitic confinement, respectively. Raman spectroscopy reveals that h-BN improves NaFSI dissociation in the semi-dilute SPEs which is supported by density functional theory calculations. Our calculations suggest that PEO can almost fully dissociate a NaFSI molecule with a coordination number of 6. We propose an h-BN-"assisted" mechanism to explain this observation, wherein h-BN aids PEO in better matching the dissociation energy of the NaFSI salt by virtue of its dual-Lewis surface chemistry. A corresponding 4× increase in σ is observed for the P(EO)24:Na+ SPEs using electrochemical impedance spectroscopy. The P(EO)4:Na+ SPEs do not show this increase, which is likely due to a significantly different local solvation environment wherein contact ion pairs and aggregates (AGGs) dominate. Our findings highlight the role of filler chemistry in the design and development of composite solid polymer electrolytes for Na 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
2秒前
谜记完成签到,获得积分10
2秒前
共享精神应助Cheung2121采纳,获得30
2秒前
光撒盐完成签到,获得积分10
3秒前
cowboy007完成签到,获得积分10
3秒前
张振宇完成签到 ,获得积分10
4秒前
zz发布了新的文献求助10
5秒前
zzq778发布了新的文献求助10
7秒前
黄怡婷完成签到 ,获得积分10
7秒前
Daisy应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
机智苗应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
yanmu2010应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
kingwill应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
银包铜应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
Lucas完成签到,获得积分10
11秒前
C胖胖完成签到,获得积分10
11秒前
舒心的完成签到,获得积分10
11秒前
zz完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
luozejun完成签到,获得积分10
14秒前
ycp完成签到,获得积分10
15秒前
dawang完成签到 ,获得积分10
15秒前
洁净的智宸完成签到 ,获得积分10
15秒前
zhaopeipei发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038368
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576068
关于积分的说明 11374313
捐赠科研通 3305780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819322
邀请新用户注册赠送积分活动 892672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815029