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anion competition for Li^(+)solvated coordination environments in poly(1,3 dioxolane)electrolyte to enable high-voltage lithium metal solid-state batteries

引用

Journal of Energy Chemistry 2024年第9期96卷 633-641页

作者： Qiujun Wang Yanqiang Ma Xiaomeng Jia Di Zhang Zhaojin Li Huilan Sun Qujiang Sun Bo Wang Li-Zhen Fan Hebei Key Laboratory of Flexible Functional Materials School of Materials Science and EngineeringHebei University of Science and TechnologyShijiazhuang 050000HebeiChina Beijing Advanced Innovation Center for Materials Genome Engineering Institute of Advanced Materials and TechnologyUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China

Gel-based polymer electrolytes are limited by the polarity of the residual solvent,which restricts the coupling-breaking behaviour during Li^(+)conduction,resulting in the Li^(+)transport kinetics being greatly ***,we designed anion competitive gel polymer electrolyte(ACPE)by introducing lithium difluoro(oxalato)borate(LiDFOB)anion into the 1,3-dioxolane(DOL)in situ polymerisation *** enhances the ionic dipole interaction between Li^(+)and the solvent molecules and synergizes with Li^(+)across the solvation site of the polymer ethylene oxide(EO)unit,combination that greatly improves the Li^(+)transport *** a result,ACPE exhibits 1.12 mS cm^(−1)ionic conductivity and 0.75 Li^(+)transfer number at room ***,this intra-polymer solvation sheath allows preferential desolvation of DFOB−,which contributes to the formation of kinetically stable anion-derived interphase and effectively mitigates side *** results demonstrate that the assembled Li||NCM622 solid-state battery exhibits lifespan of over 300 cycles with average Coulombic efficiency of 98.8%and capacity retention of 80.3%.This study introduces a novel approach for ion migration and interface design,paving the way for high-safety and high-energy-density batteries.

关键词： Li-metal batteries Poly(1,3-dioxolane) In situ polymerization Solid-state polymer electrolytes anion competition

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