交替序列聚合物链促进Li+运输在共价有机框架中
Genfu Zhao1, Mou Yang1, Zhenhuan Zhang2
1National Center for International Joint Research of Photoelectric Energy Materials and Application, International Joint Research Center for Advanced Energy Materials of Yunnan Province, School of Materials and Energy, Yunnan University, Kunming, 650091, China.
研究人员为固态电解质设计了共价有机框架,增强了离子导电性和离子传输. 这种孔隙工程方法提高了快速充电应用的电池性能和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 联有机框架 (COF) 是有希望的固态电解质,因为它们的调节性质.
- 当前的COF电解质具有较低的离子导电性和较差的离子转移数,阻碍了电池应用.
- 需要有效的孔隙化学环境调节策略来优化离子运输.
研究的目的:
- 开发基于COF的固态电解质的孔工程策略.
- 在COF中增强离子导电性和离子转移数.
- 为了提高固态电池的性能和稳定性.
主要方法:
- 在COF中加入交替的氧乙烯和 perfluoroalkyl 链.
- 对COF毛孔环境进行序列控制的修改.
- 对称的和固态NMC电池的制造和测试.
主要成果:
- 实现了高的Li+导电性 (1.06 mS·cm-1) 和Li+转移数 (0.9).
- 在对称细胞中表现出极好的涂/剥离稳定性 (>7500小时).
- 固态电池显示出高容量 (180mAh·g-1在1C) 和长期循环稳定性 (在5C下700个循环后保持80%).
结论:
- 孔隙工程通过结合特定的链条有效地增强了COF中的离子运输通路.
- 开发的COF电解质显著提高了固态电池的性能,使快速充电和长周期寿命成为可能.
- 这一战略为设计高性能固态电解质开辟了新的途径.
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