Dual Cation Exchanged Poly(ionic liquid)s as Magnesium Conducting Electrolytes
Dual Cation Exchanged Poly(ionic liquid)s as Magnesium Conducting Electrolytes
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作为镁导电电解质的双阳离子交换聚（离子液体）
DOI：
10.1021/acsapm.9b00614
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
Schaefer, Jennifer L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Park, Bumjun;Ford, Hunter O.;Merrill, Laura C.;Liu, Jiacheng;Murphy, Loyal P.;Schaefer, Jennifer L.
固态镁离子导体被期望用于下一代电池应用。在这里，我们调查镁导电聚合物电解质生产的聚（离子液体）通过混合1-丁基-3-甲基咪唑聚[4-苯乙烯磺酰基（三氟甲磺酰基）酰亚胺]（BMIPSTFSI）与镁类似物镁（PSTFSI）2的双阳离子交换。聚离子液体在80 °C下的离子电导率为8.6 × 10-5S cm-1，并且电导率随着镁含量达到5mol%Mg（PSTFSI）2（3.8 × 10-5S cm-1）而没有显著降低。通过X射线散射在这些低镁含量下观察到特征性聚（离子液体）离子-离子相关峰，但在较高镁负载下消失。在Cu/Mg电池中进行极化实验，导致在Cu电极上的稀疏的富镁颗粒状沉积物。然而，在缺乏广泛沉积的情况下，镁电沉积或镁从镁金属剥离对于该电解质是不利的。
Solid-state magnesium-ion conductors are desired for next-generation battery applications. Here we investigate magnesium conducting polymer electrolytes produced through dual cation exchange of a poly(ionic liquid) by mixing 1-butyl-3-methylimidazolium poly[4-styrenesulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)imide] (BMIPSTFSI) with the magnesiated analogue Mg(PSTFSI)2. An ionic conductivity of 8.6 × 10–5S cm–1at 80 °C was achieved for the poly(ionic liquid), and conductivity did not significantly decrease with magnesium content up to 5 mol % Mg(PSTFSI)2(3.8 × 10–5S cm–1). The characteristic poly(ionic liquid) ion-to-ion correlation peak was observable via X-ray scattering at these low magnesium contents but disappeared at higher magnesium loadings. Polarization experiments were performed in Cu/Mg cells, resulting in sparse magnesium-rich particle-like deposits on the Cu electrode. With a lack of widespread deposition, however, either the magnesium electrodeposition or the magnesium stripping from the magnesium metal is unfavorable for this electrolyte.
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