Double-skeleton interpenetrating network-structured alkaline solid-state electrolyte enables flexible zinc-air batteries with enhanced power density and long-term cycle life

电解质 聚氯乙烯 离子电导率 化学工程 材料科学 热稳定性 电化学窗口 电化学 电池(电) 功率密度 聚乙烯醇 氯化物 电导率 碳酸丙烯酯 无机化学 高分子化学 离子键合 氯化铵 聚电解质 离子液体 盐(化学) 复合材料
作者
Xueqi Dong,Xi Luo,Xiaohui Yang,Min Wang,Wei Xiao,Yuyu Liu,Nengnegn Xu,Woochul Yang,Guicheng Liu,Jinli Qiao
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:672: 32-42 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.05.053
摘要

The alkaline solid-state electrolytes have received widespread attention for their good safety and electrochemical stability. However, they still suffer from low conductivity and poor mechanical properties. Herein, we report the synthesis of double-network featured hydroxide-conductive membranes fabricated by polyvinyl alcohol (PVA) and chitosan (CS) as the double-skeletons. Then, we implanted quaternary ammonium salt guar hydroxypropyltrimonium chloride (GG) as the OH− conductor for high-performance electrochemical devices. By virtue of the unique stripe-like structure shared from the double skeleton with a high degree of compatibility and stronger hydrogen bond interactions, the polyvinyl alcohol/chitosan-guar hydroxypropyltrimonium chloride (PCG) solid-state electrolytes achieved optimal thermal stability (>300 °C), mechanical property (∼34.15 MPa), dimensional stability (at any bending angle), and high ionic conductivity (13 mS cm−1) and ion mobility number (tion ∼ 0.90) compared with chitosan-guar hydroxypropyltrimonium chloride (CG) and polyvinyl alcohol-guar hydroxypropyltrimonium chloride (PG) electrolyte membrane. As a proof-of-concept application, the "sandwich"-type zinc-air battery (ZAB) assembled using PCG membrane as the electrolyte realized a high open-circuit voltage (1.39 V) and an excellent power density (128 mW cm−2). Notably, in addition to its long-term cycle life (30 h, 2 mA cm−2) and stable discharge plateau (12 h, 5 mA cm−2), it could even enable a flexible ZAB (F-ZAB) to readily power light-emitting diodes (LED) at any bending angle. These merits afford the PCG membrane a promising electrolyte for improving the performance of solid-state 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
shinble发布了新的文献求助10
刚刚
geoman完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
务实的惜霜完成签到,获得积分10
5秒前
浮游应助juphen2采纳,获得10
5秒前
最初的远方完成签到,获得积分10
6秒前
独角兽发布了新的文献求助50
6秒前
tiger完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8R60d8应助ambitiouslu采纳,获得10
7秒前
从容以山完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
隐形曼青应助小程采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
科研通AI6应助tt采纳,获得10
12秒前
GHB发布了新的文献求助10
12秒前
知行合一完成签到,获得积分20
13秒前
董烁烨发布了新的文献求助10
14秒前
从容以山发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
lullll应助Harper采纳,获得10
15秒前
小能潜水咕噜噜完成签到,获得积分10
16秒前
geoman发布了新的文献求助10
16秒前
汉堡包应助伍豪采纳,获得10
17秒前
19秒前
领导范儿应助琪求好运采纳,获得10
19秒前
19秒前
JMrider完成签到,获得积分10
19秒前
KNOW发布了新的文献求助10
20秒前
overlood发布了新的文献求助10
22秒前
冷艳折耳根完成签到 ,获得积分10
22秒前
杨小鸿完成签到 ,获得积分10
23秒前
DY完成签到,获得积分10
24秒前
小程发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Learning and Motivation in the Classroom 500
Theory of Dislocations (3rd ed.) 500
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5225925
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4397578
关于积分的说明 13686733
捐赠科研通 4262055
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2338915
邀请新用户注册赠送积分活动 1336294
关于科研通互助平台的介绍 1292263