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“series and parallel” design of ether linkage and imidazolium cation synergistically regulated four-armed polymerized ionic liquid for all-solid-state polymer electrolyte

引用

Chinese Chemical Letters 2022年第3期33卷 1407-1411页

作者： Zehui Xie Yang Zhou Canhui Ling Xinlin Zhu Zhao Fang Xiaolong Fu Wuwei Yan Yong Yang Key Laboratory of Soft Chemistry and Functional Materials Ministry of EducationSchool of Chemistry and Chemical EngineeringNanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China The Green Aerotechnics Research Institute of Chongqing Jiaotong University Chongqing 401120China Xi'an Modern Chemistry Research Institute Xi'an 710065China Shenzhen BTR Nanotechnology Company Ltd.Shenzhen 518106China

Developing all-solid-state polymer electrolytes(SPEs) with high electrochemical performances and stability is of great importance for exploiting of high energy density and safe batteries. Herein, ether linkage and imidazolium ionic liquid(ILs) are incorporated into the multi-armed polymer backbone though the series and parallel way. The parallel polymeric ionic liquid(P-P(PEGMA-IM)) maximizes the synergistic effect of ILs and ether linkage, which endowed the material with low crystallinity and high flame retardancy. The P-P(PEGMA-IM) based P-SPE presents a high ionic conductivity of 0.489 m S/cm at 60°C, an excellent lithium-ion transference number of 0.46 and a wide electrochemical window of 4.87 V.The assembled lithium metal battery using P-SPE can deliver a capacity of 151 m Ah/g at 0.2 C, and the capacity retention ratio reaches 82% with a columbic efficiency beyond 99%. The overpotential of P-SPE based symmetric battery is 0.08 V, and there is no apparent magnifying even after 130 h cycling. This new design provides a new avenue for exploitation of advanced SPEs for the next-generation batteries.

关键词： series and parallel Polymer electrolyte All-solid-state Lithium metal battery Four-armed

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