Scharf, Felix und Krude, Annalena und Lennartz, Peter und Clausnitzer, Moritz und Shukla, Gourav und Buchheit, Annika und Kempe, Fabian und Diddens, Diddo und Glomb, Pascal und Mitchell, Melanie M. und Danner, Timo und Heuer, Andreas und Latz, Arnulf und Winter, Martin und Brunklaus, Gunther (2024) Synergistic Enhancement of Mechanical and Electrochemical Properties in Grafted Polymer/Oxide Hybrid Electrolytes. Small, Seite 2404537. Wiley. doi: 10.1002/smll.202404537. ISSN 1613-6810.
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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1002/smll.202404537
Kurzfassung
Lithium metal batteries operated with high voltage cathodes are predestined for the realization of high energy storage systems, where solid polymer electrolytes offer a possibility to improve battery safety. Al2O3_PCL is introduced as promising hybrid electrolyte made from polycaprolactone (PCL) and Al2O3 nanoparticles that can be prepared in a one-pot synthesis as a random mixture of linear PCL and PCL-grafted Al2O3. Upon grafting, synergistic effects of mechanical stability and ionic conductivity are achieved. Due to the mechanical stability, manufacture of PCL-based membranes with a thickness of 50 µm is feasible, yielding an ionic conductivity of 5·10-5 S cm-1 at 60 °C. The membrane exhibits an impressive performance of Li deposition in symmetric Li Li cells, operating for 1200 h at a constant and low overvoltage of 54 mV and a current density of 0.2 mA cm-2. NMC622 Al2O3_PCL Li cells are cycled at rates of up to 1 C, achieving 140 cycles at >80% state of health. The straightforward synthesis and opportunity of upscaling as well as solvent-free polymerization render the Al2O3_PCL hybrid material as rather safe, potentially sustainable and affordable alternative to conventional polymer-based electrolytes.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/206632/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Synergistic Enhancement of Mechanical and Electrochemical Properties in Grafted Polymer/Oxide Hybrid Electrolytes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 26 August 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Small | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1002/smll.202404537 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seite 2404537 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1613-6810 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | solid state battery, hybrid solid electrolyte, grafting, experiment, modeling | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Materialien und Technologien für die Energiewende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Elektrochemische Energiespeicherung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | E SP - Energiespeicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Elektrochemische Speicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Danner, Timo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 16 Okt 2024 17:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 18 Okt 2024 10:51 |
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