Understanding the Electrochemical Stability Window of Polymer Electrolytes in Solid-State Batteries from Atomic-Scale Modeling: The Role of Li-Ion Salts

电化学 电解质 离子 材料科学 离子电导率 化学工程 电化学窗口 盐(化学) 电极 纳米技术 聚合物 化学 化学物理 物理化学 有机化学 复合材料 工程类
作者
Cleber F. N. Marchiori,Rodrigo P. Carvalho,Mahsa Ebadi,Daniel Brandell,C. Moysés Araújo
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:32 (17): 7237-7246 被引量:124
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.0c01489
摘要

After decades of development in Li-ion batteries, solid polymer electrolytes (SPEs) are currently experiencing a renaissance as a promising category of materials to be used in all-solid-state batteries. However, a fundamental understanding of their electrochemical properties in the battery environment is still lacking, which in turn limits the implementation of this prospective solution. With the aim of bridging this knowledge gap, we have assessed, through first-principles thermodynamics calculations based on atomic-scale modeling, the electrochemistry of a range of relevant polymer electrolyte hosts in their pristine form and also when doped with commonly used Li-ion salts. A significant change of the electrochemical stability window upon formation of the polymer/salt complexes was found. The mechanisms of the reduction and oxidation reactions are unveiled and correlated to the electronic structures and molecular structural relaxations. In the reduction process, the salt anions control the potentials due to bond cleavage that stabilize the reduced state. In the oxidation process, the mechanism is different with the charge being stabilized either on the polymer or on the salt anion depending on the complex formed. This assessment of the electrochemical stability of the polymer/salt complexes could serve as a guide for electrolyte design in SPE-based all-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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
完美傲柔发布了新的文献求助10
刚刚
无辜念文完成签到,获得积分10
刚刚
阿藏完成签到,获得积分10
刚刚
3秒前
8秒前
保佑我毕业完成签到 ,获得积分10
10秒前
爱学习完成签到,获得积分10
10秒前
Lucas应助刘五十七采纳,获得10
12秒前
小苹果完成签到,获得积分10
13秒前
FashionBoy应助阔达的太阳采纳,获得10
14秒前
张瀚文完成签到 ,获得积分10
14秒前
滴答完成签到,获得积分10
15秒前
茉莉园完成签到,获得积分10
16秒前
innocence@x完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
Sencetich完成签到 ,获得积分10
20秒前
阔达的太阳完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
tramp应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
asdfqwer应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得30
23秒前
莫愁完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
zho发布了新的文献求助10
27秒前
Hanayu完成签到 ,获得积分10
27秒前
YY发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
完美傲柔完成签到 ,获得积分10
29秒前
濮阳冰海完成签到 ,获得积分10
31秒前
刘天宇完成签到 ,获得积分10
32秒前
33秒前
35秒前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分10
37秒前
耍酷蜡烛完成签到,获得积分10
38秒前
Aria完成签到,获得积分10
39秒前
40秒前
TL发布了新的文献求助10
40秒前
24画发布了新的文献求助10
41秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3162560
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813411
关于积分的说明 7900327
捐赠科研通 2472992
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316626
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631375
版权声明 602175