玻璃状聚乙烯氧化物的积累) 作为固态电解质在共价有机框架中定
Gen Zhang, You-Lee Hong1, Yusuke Nishiyama1,2
1RIKEN CLST-JEOL Collaboration Center , Tsurumi, Yokohama, Kanagawa 230-0045 , Japan.
这项研究引入了一种用于固态离子 (Li+) 导电的新型共价有机框架 (COF). 强大的COF结构可以通过动态聚乙烯氧化物链快速运输,为稳定的固态电池铺平道路.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 聚合物化学
背景情况:
- 设计具有快速通路的固态离子导体仍然是一个挑战.
- 无形聚合物具有良好的离子导电性,但缺乏可设计性和稳定性.
- 共价有机框架 (COF) 提供了晶体,可调节的离子传输替代方案.
研究的目的:
- 开发一种基于COF的高效固态离子 (Li+) 电解质.
- 在晶体COF架构中研究聚合物动力学和离子传输之间的关系.
- 为了证明COF电解质在全固态离子电池中的可行性.
主要方法:
- 一种自下而上的自组装方法,将聚乙烯氧化物 (PEO) 整合到刚性二维COF结构中.
- 温度依赖的粉末X射线衍射 (XRD) 和热重力学分析 (TGA) 用于结构完整性的评估.
- 差分扫描热量计 (DSC) 和固态核磁共振 (NMR) 用于分析PEO链动态.
主要成果:
- 在300°C以上,COF结构保持不变,显示出高热稳定性.
- 在COF中积累的PEO链表现出动态的玻璃状行为,促进Li+溶解和运输.
- 在 LiTFSI 注后,在 200 °C 达到 1.33 × 10−3 S cm−1 的固态 Li+ 导电性.
- 在100°C运行的全固态离子电池中首次证明了COF电解质的应用.
结论:
- 开发的COF作为快速固态Li+导电的稳定和可设计介质.
- 晶体COF架构有效地容纳动态PEO链,使有效的离子传输成为可能.
- 这项工作突显了COF作为高性能全固态电池的先进电解质的潜力.
更多相关视频
06:53Author Spotlight: Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks
Published on: June 9, 2023
08:42Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface
Published on: July 10, 2017
相关概念视频
Network Covalent Solids
To break or to melt a covalent network solid, covalent bonds must be broken. Because covalent bonds are relatively strong, covalent network solids are typically...
Electrolytes: van't Hoff Factor
The colligative properties of a solution depend only on the number, not on the identity, of solute species dissolved. The concentration terms in the equations for various colligative properties (freezing point depression, boiling point elevation, osmotic pressure) pertain to all solute species present in the solution. Nonelectrolytes dissolve physically without dissociation or any other accompanying process. Each molecule that dissolves yields one...
Electrolyte and Nonelectrolyte Solutions
Covalent Bonds
The Anchoring-and-Adjustment Heuristic
Oxidation and Reduction of Organic Molecules
The removal of an electron from a molecule, results in a...
