A Metal–Organic Framework-Modified Single-Ion Conducting Solid Polymer Electrolyte for Lithium-Ion Batteries

电解质 电化学窗口 材料科学 电导率 法拉第效率 离解(化学) 电化学 化学工程 无机化学 电极 离子电导率 化学 有机化学 工程类 物理化学
作者
Qiang Liu,Haihua Wang,Xuan Liu,Lijian Liu,Huizhu Niu,Liyu Sun,Rui Cao,Dong Wang,Yong‐Mook Kang
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (14): 8008-8016 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsapm.4c00653
摘要

The use of a single-ion conducting solid polymer electrolyte (SISPE) can effectively mitigate concentration polarization induced by cell operation, thereby inhibiting dendrite formation and enhancing the safety and longevity of lithium-ion batteries. However, the conductivity of a SISPE is typically limited by lithium-ion dissociation. To address this limitation, we prepared a SISPE with high ionic dissociation through reversible addition–fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization by using lithium 4-styrenesulfonyl-(phenylsulfonyl)-imide (SSPSILi) and UIO-66-NH-Met as raw materials. Although the obtained SISPE did not exhibit stunning conductivity at room temperature (4.57 × 10–6 S cm–1, 25 °C), it exhibited stable thermodynamic properties and exceptional ionic conductivity (σ) at elevated temperatures (up to 10–4 S cm–1 at 60 °C). Moreover, it demonstrated a high Li-ion transference number (tLi+ ≥ 0.8) in the absence of any plasticizer and possessed a wide electrochemical stabilization window of 4.8 V at 25 °C. By chemically grafting metal–organic framework (MOF) fillers onto the polymer backbone, we established a robust ion transfer channel that effectively reduced interfacial potential barriers between each component. The open metal active centers interact with anions, inhibiting the shuttle of anions and promoting the dissociation of Li+, thereby improving ion conductivity. The SISPE was assembled into a battery. The capacity of the battery assembled with a SISPE hardly decayed after 300 cycles at 1 C, and the Coulombic efficiency was ultimately maintained above 98%. Li|SISPE membrane|Li batteries still exhibit stable lithium plating/stripping behavior after cycling for 2000 h at a current density of 0.2 mA cm–2, showing excellent rate capacity and cycling stability.
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
刚刚
苗轩发布了新的文献求助50
1秒前
ecrrry完成签到 ,获得积分10
1秒前
呆萌念云完成签到 ,获得积分10
1秒前
高铭泽完成签到,获得积分10
1秒前
酷波er应助维生素采纳,获得10
1秒前
RichieXU发布了新的文献求助10
1秒前
ScholarZmm完成签到,获得积分10
1秒前
欣喜书桃完成签到,获得积分10
1秒前
搬砖发布了新的文献求助10
1秒前
古往今来发布了新的文献求助10
1秒前
开朗香旋发布了新的文献求助10
2秒前
shilong.yang发布了新的文献求助10
2秒前
沐沐完成签到,获得积分10
3秒前
麻烦~发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海应助1234采纳,获得10
3秒前
stephen发布了新的文献求助10
3秒前
橘子林应助12采纳,获得10
3秒前
科目三应助美好海瑶采纳,获得10
4秒前
俎树同完成签到 ,获得积分10
4秒前
机智谷蕊完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
徐hhh发布了新的文献求助10
5秒前
tanmeng77完成签到,获得积分10
5秒前
kitty完成签到,获得积分10
5秒前
元谷雪完成签到,获得积分10
5秒前
无辜的橘子完成签到,获得积分10
5秒前
酷酷雍发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Sccj完成签到,获得积分10
6秒前
55x发布了新的文献求助10
6秒前
小行星关注了科研通微信公众号
6秒前
7秒前
真可乐儿完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
古往今来完成签到,获得积分10
8秒前
莫言发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Early Childhood Education 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Aerospace Standards Index - 2025 800
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 800
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5433250
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4545697
关于积分的说明 14198023
捐赠科研通 4465435
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2447552
邀请新用户注册赠送积分活动 1438717
关于科研通互助平台的介绍 1415709