A Doping Protonation Strategy for the Highly Elastic Foam-Structured Hydrogels to Boost the Performance of SiOx Anodes

材料科学 自愈水凝胶 兴奋剂 质子化 阳极 化学工程 复合材料 纳米技术 高分子化学 光电子学 物理化学 有机化学 电极 离子 化学 工程类
作者
Haoyuan Liu,Tianxing Kang,Tianxiang Yang,Shufeng Li,Zhen Ma,Junmin Nan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.5c00037
摘要

Silicon oxide (SiOx) is a promising high-capacity anode material of lithium-ion batteries (LIBs), but the inferior electrical conductivity and apparent bulk effect during cycling still seriously hinder its practical application. In this work, poly(acrylic acid) (PAA) is used as a counterbalance ion in doped protonated polyaniline (PANI), which greatly increases the solubility of PANI in water to successfully design PAA@PANI@SA (N-PPS) hydrogels as the binder of SiOx anode with entangled chain-linked foam structure. The high-density electrostatic interactions between the PAA and PANI chains act as a dynamic link to initiate chain entanglement, providing N-PPS with ultrahigh mechanical strength (maximum peel strength of 0.472 N) and fast self-healing properties. After 300 cycles under different test conditions, the N-PPS electrode capacity remained at 1200 mAh g-1, and the battery works stably. A series of molecular dynamics tests demonstrate that N-PPS has excellent ion transport properties (DLi+ = 7.2 × 10-17) and enhanced conductivity (2.12 × 10-3 S cm-1). Quantitative simulations validate that the sufficient ion channels inside the N-PPS entangled chain foam structure can effectively reduce the energy barrier of lithium-ion diffusion, indicating the inherent advantages of the N-PPS binder and the promising prospects for application in the SiOx anode of LIBs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
明理的明兰完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.2应助霜幕采纳,获得10
刚刚
九月发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
追寻清完成签到,获得积分0
1秒前
2秒前
jane完成签到,获得积分10
3秒前
pp发布了新的文献求助10
3秒前
勿念发布了新的文献求助10
3秒前
Tony给Tony的求助进行了留言
3秒前
3秒前
传奇3应助Diss采纳,获得10
4秒前
4秒前
酷炫迎波完成签到,获得积分10
5秒前
脑洞疼应助海宁采纳,获得10
5秒前
张利双完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
xh发布了新的文献求助10
8秒前
珍珠发布了新的文献求助10
8秒前
大大发布了新的文献求助10
9秒前
PUTIDAXIAN完成签到,获得积分10
11秒前
咕叽咕叽完成签到,获得积分10
11秒前
栖浔完成签到 ,获得积分10
12秒前
顺利静枫发布了新的文献求助10
12秒前
英俊的铭应助正直乘云采纳,获得10
12秒前
深情安青应助淡淡依霜采纳,获得10
12秒前
小鱼完成签到,获得积分10
12秒前
朝暮星河完成签到,获得积分10
12秒前
Junru完成签到,获得积分10
12秒前
Jasper应助大观天下采纳,获得10
12秒前
Jasper应助Ying采纳,获得10
13秒前
菠萝汁完成签到,获得积分10
13秒前
百事从欢完成签到,获得积分10
14秒前
小蘑菇应助大大采纳,获得10
14秒前
离希夷完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
高贵的冷亦完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
高分求助中
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
Relationship between smartphone usage in changes of ocular biometry components and refraction among elementary school children 800
The SAGE Dictionary of Qualitative Inquiry 610
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
应急管理理论与实践 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6335976
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8151924
关于积分的说明 17120332
捐赠科研通 5391555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2857632
邀请新用户注册赠送积分活动 1835186
关于科研通互助平台的介绍 1685919