Inion Sulfocation Membranes Plasticized with Propylene Carbonate
- Авторлар: Kayumov R.R.1, Lochina A.A.1,2, Lapshin A.N.1, Bakirov A.V.3,4, Shmygleva L.V.1
-
Мекемелер:
- Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences
- Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)
- Enikolopov Institute of Synthetic Polymeric Materials of the Russian Academy of Sciences
- Kurchatov Institute
- Шығарылым: Том 14, № 4 (2024)
- Беттер: 276-287
- Бөлім: Articles
- URL: https://permmedjournal.ru/2218-1172/article/view/674216
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117224040037
- EDN: https://elibrary.ru/MQBQAN
- ID: 674216
Дәйексөз келтіру
Аннотация
The rapidly developing field of portable energy sources requires the search and development of effective materials for such devices. To improve the safety of the most common metal-ion batteries (lithium- and sodium-ion), instead of a liquid electrolyte, it is proposed to use a gel-polymer electrolyte with unipolar conductivity based on a Nafion-like electrolyte (Inion), plasticized with aprotic solvents. The work presents the results of a study of the thermal stability, molecular structure and supramolecular packing, as well as ionic conductivity of the Inion membrane in lithium and sodium forms, plasticized with propylene carbonate, using methods of simultaneous thermal analysis, IR spectroscopy, small-angle X-ray scattering and impedance spectroscopy.
Негізгі сөздер
Толық мәтін

Авторлар туралы
R. Kayumov
Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: shmygleval@mail.ru
Ресей, Chernogolovka
A. Lochina
Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)
Email: shmygleval@mail.ru
Ресей, Chernogolovka; Dolgoprudny
A. Lapshin
Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences
Email: shmygleval@mail.ru
Ресей, Chernogolovka
A. Bakirov
Enikolopov Institute of Synthetic Polymeric Materials of the Russian Academy of Sciences; Kurchatov Institute
Email: shmygleval@mail.ru
Ресей, Moscow; Moscow
L. Shmygleva
Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences
Email: shmygleval@mail.ru
Ресей, Chernogolovka
Әдебиет тізімі
- Elbinger L., Enke M., Ziegenbalg N., Brendel J.C., Schubert U.S. // Energy Storage Mater. 2024. V. 65. P. 103063. doi: 10.1016/j.ensm.2023.103063.
- Gao X., Yang J., Xu Z., Nuli Y., Wang J. // Energy Storage Mater. 2023. V. 54. P. 382. doi: 10.1016/j.ensm.2022.10.046.
- Liu Y., Zhao C., Du J., Zhang X., Chen A., Zhang Q. // Small. 2023. V. 19. doi: 10.1002/smll.202205315.
- Sun B., Sun Z., Yang Y., Huang X.L., Jun S.C., Zhao C., Xue J., Liu S., Liu H.K., Dou S.X. // ACS Nano. 2024. V. 18. P. 28. doi: 10.1021/acsnano.3c08240.
- Aslfattahi N., Samylingam L., Kiai M.S., Kadirgama K., Kulish V., Schmirler M., Said Z. // J. Energy Storage. 2023. V. 72. P. 108781. doi: 10.1016/j.est.2023.108781.
- Doyle M., Fuller T.F., Newman J. // Electrochim. Acta. 1994. V. 39. P. 2073. doi: 10.1016/0013-4686(94)85091-7.
- Zhang H., Li C., Piszcz M., Coya E., Rojo T., Rodriguez-Martinez L.M., Armand M., Zhou Z. // Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. P. 797. doi: 10.1039/c6cs00491a.
- Gao J., Sun C., Xu L., Chen J., Wang C., Guo D., Chen H. // J. Power Sources. 2018. V. 382. P. 179. doi: 10.1016/j.jpowsour.2018.01.063.
- Cao C., Wang H., Liu W., Liao X., Li L. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 16110. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.12.119.
- Liang H.Y., Qiu X.P., Zhang S.C., Zhu W.T., Chen L.Q. // J. Appl. Electrochem. 2004. V. 34. P. 1211. doi: 10.1007/s10800-004-1767-0.
- Nicotera I., Simari C., Agostini M., Enotiadis A., Brutti S. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. P. 27406. doi: 10.1021/acs.jpcc.9b08826.
- Simari C., Tuccillo M., Brutti S., Nicotera I. // Electrochim. Acta. 2022. V. 410. P. 139936. doi: 10.1016/j.electacta.2022.139936.
- Воропаева Д.Ю., Новикова С.А., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2020. Т. 89. С. 1132..(англоязычная версия: Voropaeva D.Y., Novikova S.A., Yaroslavtsev A.B. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. P. 1132. doi: 10.1070/rcr4956)
- Kulova T., Skundin A., Chekannikov A., Novikova S., Stenina I., Kudryashova Y., Sinenko G. // Int. J. Electrochem. Sci. 2019. V. 14. P. 1451. doi: 10.20964/2019.02.10.
- Kulova T., Skundin A., Chekannikov A., Novikova S., Voropaeva D., Yaroslavtsev A. // Batteries. 2018. V. 4. P. 61. doi: 10.3390/batteries4040061.
- Воропаева Д.Ю., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. T. 12. С. 315. (англоязычная версия: Voropaeva D.Y., Yaroslavtsev A.B. // Membr. Membr. Technol. 2022. V. 4. P. 276. doi: 10.1134/S2517751622040102)
- Novikova S.A., Voropaeva D.Y., Yaroslavtsev A.B. // Inorg. Mater. 2022. V. 58. P. 333. doi: 10.1134/S0020168522040124.
- Yan T., Li F., Xu C., Fang H.-T. // Electrochim. Acta. 2022. V. 410. P. 140004. doi: 10.1016/j.electacta.2022.140004.
- Voropaeva D.Y., Safronova E.Y., Novikova S.A., Yaroslavtsev A.B. // Mendeleev Commun. 2022. V. 32. P. 287. doi: 10.1016/j.mencom.2022.05.001.
- Kayumov R.R., Radaeva A.P., Nechaev G.V., Lochina A.A., Lapshin A.N., Bakirov A.V., Glukhov A.A., Shmygleva L.V. // Solid State Ionics. 2023. V. 399. P. 116294. doi: 10.1016/j.ssi.2023.116294.
- Каюмов Р.Р., Радаева А.П., Крупина А.А., Тарусина А.А., Лапшин А.Н., Шмыглева Л.В. // Хим. Физика. 2023. Т. 42. С. 23. (англоязычная версия: Kayumov R.R., Radaeva A.P., Krupina A.A., Tarusina K.A., Lapshin A.N., Shmygleva L. V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. P. 801. doi: 10.1134/S1990793123040097).
- Krupina A.A., Kayumov R.R., Nechaev G. V, Lapshin A.N., Shmygleva L. V // Membranes. 2022. V. 12. P. 840. doi: 10.3390/membranes12090840.
- Voropaeva D., Novikova S., Stenina I., Yaroslavtsev A. // Polymers. 2023. V. 15. P. 4340. doi: 10.3390/polym15224340.
- Bushkova O. V, Sanginov E.A., Chernyuk S.D., Kayumov R.R., Shmygleva L.V., Dobrovolsky Yu.A., Yaroslavtsev A.B. // Membr. Membr. Technol. 2022. V. 4. P. 433. doi: 10.1134/S2517751622070010.
- Voropaeva D., Novikova S., Xu T., Yaroslavtsev A. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 123. P. 10217. doi: 10.1021/acs.jpcb.9b08555.
- Prikhno I.A., Ivanova K.A., Don G.M., Yaroslavtsev A.B. // Mendeleev Commun. 2018. V. 28. P. 657. doi: 10.1016/j.mencom.2018.11.033.
- Mugtasimova K.R., Melnikov A.P., Galitskaya E.A., Ryzhkin I.A., Ivanov D.A., Sinitsyn V. V. // Key Eng. Mater. 2020. V. 869. P. 367. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/KEM.869.367' target='_blank'>www.scientific.net/KEM.869.367.
- Kusoglu A., Weber A.Z. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 987. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00159.
- Sanginov E.A., Kayumov R.R., Shmygleva L. V., Lesnichaya V.A., Karelin A.I., Dobrovolsky Y.A. // Solid State Ionics. 2017. V. 300. P. 26. doi: 10.1016/j.ssi.2016.11.017.
- Doyle M., Lewittes M.E., Roelofs M.G., Perusich S.A., Lowrey R.E. // J. Memb. Sci. 2001. V. 184. P. 257. doi: 10.1016/S0376-7388(00)00642-6.
- Voropaeva D., Safronova E., Novikova S., Yaroslavtsev A. // J. Phys. Chem. C. 2024. V. 128. P. 4143. doi: 10.1021/acs.jpcc.3c07673
- Каюмов Р.Р., Шмыглева Л.В., Евщик Е.Ю., Сангинов Е.А., Попов Н.А., Бушкова О.В., Добровольский Ю.А. // Электрохимия. 2021. Т. 57. С. 507. (англоязычная версия: Kayumov R.R., Shmygleva L. V., Evshchik E.Y., Sanginov E.A., Popov N.A., Bushkova O.V., Dobrovolsky Y.A. // Russ. J. Electrochem. 2021. V. 57. P. 911. doi: 10.1134/s1023193521060045)
- Сангинов Е.А., Евщик Е.Ю., Каюмов Р.Р., Добровольский Ю.А. // Электрохимия. 2015. Т. 51. С. 1115. (англоязычная версия: Sanginov E.A., Evshchik E.Y., Kayumov R.R., Dobrovol’skii Y.A. // Russ. J. Electrochem. 2015. V. 51. P. 986. doi: 10.1134/S1023193515100122).
- Voropaeva D.Y., Novikova S.A., Kulova T.L., Yaroslavtsev A.B. // Solid State Ionics. 2018. V. 324. P. 28. doi: 10.1016/j.ssi.2018.06.002.
- Sanginov E.A., Borisevich S.S., Kayumov R.R., Istomina A.S., Evshchik E.Y., Reznitskikh O.G., Yaroslavtseva T.V., Melnikova T.I., Dobrovolsky Y.A., Bushkova O.V. // Electrochim. Acta. 2021. V. 373. P. 137914. doi: 10.1016/j.electacta.2021.137914.
- Ponrouch A., Monti D., Boschin A., Steen B., Johansson P., Palacín M.R. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 22. doi: 10.1039/c4ta04428b.
- Eshetu G.G., Elia G.A., Armand M., Forsyth M., Komaba S., Rojo T., Passerini S. // Adv. Energy Mater. 2020. V. 10. P. 2000093. doi: 10.1002/aenm.202000093.
- Li Z.-Y., Li Z., Fu J.-L., Guo X. // Rare Met. 2023. V. 42. P. 1. doi: 10.1007/s12598-022-02132-9.
- Lai H., Lu Y., Zha W., Hu Y., Zhang Y., Wu X., Wen Z. // Energy Storage Mater. 2023. V. 54. P. 478. doi: 10.1016/j.ensm.2022.10.032
- Gebert F., Knott J., Gorkin III R., Chou S.L., Dou S.X. // Energy Storage Mater. 2021. V. 36. P. 10. doi: 10.1016/j.ensm.2020.11.030
- Swiderska-Mocek A., Jakobczyk P., Lewandowski A. // J. Solid State Electrochem. 2017. V. 21. P. 2825. doi: 10.1007/s10008-017-3609-0.
- Qin M., Zeng Z., Cheng S., Xie J. // Interdiscip. Mater. 2023. V. 2. P. 308. doi: 10.1002/idm2.12077.
- Noerochim L., Prabowo R.S., Widyastuti W., Susanti D., Subhan A., Idris N.H. // Batteries. 2023. V. 9. P. 38. doi: 10.3390/batteries9010038.
- Ponrouch A., Dedryvère R., Monti D., Demet A.E., Ateba Mba J.M., Croguennec L., Masquelier C., Johansson P., Palacín M.R. // Energy Environ. Sci. 2013. V. 6. P. 2361. doi: 10.1039/c3ee41379a.
- Ponrouch A., Marchante E., Courty M., Tarascon J.-M., Palacín M.R. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 8572. doi: 10.1039/c2ee22258b.
- Shakourian-Fard M., Kamath G., Smith K., Xiong H., Sankaranarayanan S.K.R.S. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. P. 22747. doi: 10.1021/acs.jpcc.5b04706.
- Kayumov R.R., Sanginov E.A., Shmygleva L. V., Radaeva A.P., Karelin A.I., Zyubin A.S., Zyubina T.S., Anokhin D. V., Ivanov D.A., Dobrovolsky Y.A. // J. Electrochem. Soc. 2019. V. 166. P. F3216. doi: 10.1149/2.0261907jes.
- Istomina A.S., Yaroslavtseva T. V., Reznitskikh O.G., Kayumov R.R., Shmygleva L. V., Sanginov E.A., Dobrovolsky Y.A., Bushkova O. V. // Polymers. 2021. V. 13. doi: 10.3390/polym13071150.
- Su L., Darling R.M., Gallagher K.G., Xie W., J.L., Badel A.F., Barton J.L., Cheng K.J., Balsara N.P., Moore J.S., et al. // J. Electrochem. Soc. 2016. V. 163. P. A5253. doi: 10.1149/2.03211601jes.
- Feldheim D.L., Lawson D.R., Martin C.R. // J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 1993. V. 31. P. 953. doi: 10.1002/polb.1993.090310805.
- Ikezawa Y., Ariga T. // Electrochim. Acta. 2007. V. 52. P. 2710. doi: 10.1016/j.electacta.2006.09.050.
- Захарова Ю.А., Сергеев В.Г. // Мембраны и мембранные технологии. 2023. T. 13. С. 194. (англоязычная версия: Zakharova Y.A., Sergeyev V.G. // Membr. Membr. Technol. 2023. V. 5. P. 168. doi: 10.1134/S2517751623030095)
- Karelin A.I., Kayumov R.R., Sanginov E.A., Dobrovolsky Y.A. // Spectrochim. Acta - Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 2017. V. 178. P. 94. doi: 10.1016/j.saa.2017.01.062.
- Gruger A., Régis A., Schmatko T., Colomban P. // Vib. Spectrosc. 2001. V. 26. P. 215. doi: 10.1016/S0924-2031(01)00116-3.
- Liang Z., Chen W., Liu J., Wang S., Zhou Z., Li W., Sun G., Xin Q. // J. Memb. Sci. 2004. V. 233. P. 39. doi: 10.1016/j.memsci.2003.12.008.
- Карелин А.Е., Каюмов Р.Р., Сангинов Е.А., Добровольский Ю.А. // Мембраны и мембранные технологии. 2016. T. 6. С. 366. (англоязычная версия: Karelin A.I., Kayumov R.R., Sanginov E.A., Dobrovolsky Y.A. // Pet. Chem. 2016. V. 56. P. 1020. doi: 10.1134/S0965544116110074)
- Mochizuki T., Kakinuma K., Uchida M., Deki S., Watanabe M., Miyatake K. // ChemSusChem. 2014. V. 7. P. 729. doi: 10.1002/cssc.201301322.
- Tsao C.-S., Chang H.-L., Jeng U.-S., Lin J.-M., Lin T.-L. // Polymer. 2005. V. 46. P. 8430. doi: 10.1016/j.polymer.2005.06.010.
- Haubold H.-G., Vad T., Jungbluth H., Hiller P. // Electrochim. Acta. 2001. V. 46. P. 1559. doi: 10.1016/S0013-4686(00)00753-2.
- Mensharapov R., Ivanova N., Spasov D., Grigoriev S., Fateev V. // Polymers. 2022. V. 14. P. 4395. doi: 10.3390/polym14204395.
- Lu F., Gao X., Yan X., Gao H., Shi L., Jia H., Zheng L. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2013. V. 5. P. 7626. doi: 10.1021/am401940y.
- Mazzapioda L., Lo Vecchio C., Danyliv O., Baglio V., Martinelli A., Navarra M.A. // Polymers. 2020. V. 12. P. 2019. doi: 10.3390/polym12092019.
- da Silva J.S., Carvalho S.G.M., da Silva R.P., Tavares A.C., Schade U., Puskar L., Fonseca F.C., Matos B.R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. P. 13764. doi: 10.1039/D0CP01864C.
- Roche E.J., Pineri M., Duplessix R., Levelut A.M. // J. Polym. Sci. Polym. Phys. Ed. 1981. V. 19. P. 1. doi: 10.1002/pol.1981.180190101.
- Fujimura M., Hashimoto T., Kawai H. // Macromolecules. 1981. V. 14. P. 1309. doi: 10.1021/ma50006a032.
- Mazzapioda L., Piccolo F., Del Giudice A., Silvestri L., Navarra M.A. // Mater. Renew. Sustain. Energy. 2024. V. 13. P. 59. doi: 10.1007/s40243-023-00249-0.
- Yeo R.S. // Polymer (Guildf). 1980. V. 21. P. 432. doi: 10.1016/0032-3861(80)90015-4.
- Moore R.B., Martin C.R. // Macromolecules. 1988. V. 21. P. 1334. doi: 10.1021/ma00183a025.
- Matos B.R. // J. Electroanal. Chem. 2020. V. 871. P. 114357. doi: 10.1016/j.jelechem.2020.114357.
- Paddison S.J., Bender G., Kreuer K.D., Nicoloso N., Zawodzinski T.A. // J. New Mater. Electrochem. Syst. 2000. V. 3 P. 291.
- Lu Z., Polizos G., Macdonald D.D., Manias E. // J. Electrochem. Soc. 2008. V. 155. P. B163. doi: 10.1149/1.2815444
- Lu Z., Lanagan M., Manias E., Macdonald D. // ECS Trans. 2010. V. 28. P. 95. doi: 10.1149/1.3502448.
- Thirmal C., Mohan P.N., Suresh G., Viveka T.L., Raju K.J., Vishwam T. // Mater. Today Proc. 2023. V. 92. P. 655. doi: 10.1016/j.matpr.2023.04.138
- Paddison S.J., Reagor D.W., Zawodzinski Jr T.A. // J. Electroanal. Chem. 1998. V. 459. P. 91. doi: 10.1016/S0022-0728(98)00321-0.
Қосымша файлдар
