Three-dimensional cross-linked network deep eutectic gel polymer electrolyte with the self-healing ability enable by hydrogen bonds and dynamic disulfide bonds

氢键 共晶体系 二硫键 电解质 聚合物 化学工程 化学 高分子化学 材料科学 有机化学 结晶学 分子 微观结构 物理化学 生物化学 电极 工程类
作者
Kai Chen,Jun Liu,Xiaorong Zhang,Yuxue Sun,Haiming Xie
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:669: 529-536 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.05.015
摘要

Solid polymer electrolytes (SPEs) are effective solutions for the development of high-performance and flexible lithium metal batteries (LMBs). However, the key problems of SPEs including low ionic conductivity and inability to repair damage have hindered their industrialization process. In this work, a three-dimensional (3D) cross-linked network gel polymer electrolyte (CNGPE) is designed. The addition of deep eutectic solvent (DES) improves the ionic conductivity of CNGPE. The hydrogen bonds and dynamic disulfide bonds in the 3D cross-linked network endow CNGPE rapid self-healing ability at ambient temperature. In addition, the addition of lithium difluoro(oxalato)borate (LiDFOB) and lithium nitrate (LiNO3) helps to form a stable solid electrolyte interface (SEI). Due to the ingenious design, the Li/CNGPE/Li symmetrical cell exhibits excellent interface stability and no short circuit occurs for more than 800 h. The assembled LiFePO4/CNGPE/Li cell exhibits a discharge specific capacity of 126 mAh g−1 after 960 cycles at 0.5C. This work has shown that the self-healing gel polymer electrolyte containing DES provides an effective and feasible method for the development of high-performance LMBs.
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