有效的真正的固体聚合物电解质体系没有液体添加剂和增塑剂gydF4y2Ba

在《华尔街日报》最近发表的一篇论文gydF4y2Ba电池& SupercapsgydF4y2Ba,研究人员提出了一个实际上电纺膜的聚合物电解质合成使用的聚合物电解质组成的36:1比保利(ethyleneoxide)和镁bis (trifluoromethanesulfonyl)酰亚胺(PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba36:1)。gydF4y2Ba

研究:gydF4y2Ba快速进行镁实际上电纺固体聚合物电解质gydF4y2Ba。图片来源:sfam_photo / Shutterstock.comgydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

发明以来,锂离子电池(自由),已经有越来越来存储大量的电能需求。二阶毫克gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}离子,其广泛的可用性和高特定的体积和重量的能力,提供了巨大的希望。此外,降低减少镁金属的性质及其减少明显倾向于开发树突Mg金属阳极更适合使用广泛的聚合物和溶剂。gydF4y2Ba

一个完整的细胞与MgMngydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba阴极和Mg金属阳极电解溶液的可操作的0.5毫克(克罗gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在乙腈。除了液体电解质,大量的凝胶聚合物电解质(gp)显示令人满意的导率。无机填料,除了离子液体(ILs),可以用来改善固体聚合物电解质(spe)的电化学特性。本研究结果提供了电纺的合成一个新的固态毫克(TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba:PEO电解质。gydF4y2Ba

P-XRD)实际上电纺(ES)和b)的解决方案(SC)打的PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Baspe具有不同摩尔成分与PEO的结晶相文献相比,gydF4y2Ba^34gydF4y2Ba文献数据绘制与消极的强度。c) SEM图像实际上电纺的PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba36:1 SPE 250倍放大。图片来源:Walke P et al .,电池& SupercapsgydF4y2Ba

关于这项研究gydF4y2Ba

在这项研究中,研究小组研究了两种不同的成分、72:1和36:1铸造和电纺创建的解决方案。膜内的琥珀腈(SN)也是未遂。然而,一个小数量的SN膜内吸收。gydF4y2Ba

定制电纺的设备被用来制造纤维膜。2020欧洲杯下注官网然后产生的解决方案是通过毛细管转移到实现所有固体PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba聚合物电解质样本。接地环收集器用于收集膜纤维。gydF4y2Ba

衍射仪是用于执行选择膜粉末XRD分析。差示扫描量热法(DSC)是用于Al-crucibles测试选择膜的热特性。阻抗光谱学在偏置振幅被用来评估细胞膜的离子电导率在频率范围从10赫兹至10 MHz。此外,使用2032 -类型硬币细胞,进行了电化学循环对称的细胞。一个力量皇冠三世分光计结合7 T磁铁是用于调查的固态核磁共振。此外,扫描电子显微镜是用来检查的结构产生膜的纤维。gydF4y2Ba

实际上电纺PEO的DSC曲线:Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Baspe在不同摩尔组成及其安装熔点Tm和玻璃化转变温度TgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba。图片来源:Walke P et al .,电池& SupercapsgydF4y2Ba

观察gydF4y2Ba

submicrometric纤维的非晶膜是由电纺的PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba解决方案与不同摩尔组成。没有反思建议组织毫克(TFSI)的存在gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba观察在P-XRD测试。实际上电纺PEO的熔化温度:Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba72:1减少从333 K到322 K。gydF4y2Ba

实际上电纺膜的导电率与PEO的摩尔比例:Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba72:1 6.0 x10gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba供应链管理gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和1.0 x10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba供应链管理gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba分别在273 K和323 K。在273 K,最大离子电导率达到PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba36:1 SPE测量1.8 x10gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba供应链管理gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。这验证实际上电纺spe的改进的性能在spe铸造生产解决方案。实际上电纺样本一致的玻璃化转变温度直接归因于PEO链的机动性。gydF4y2Ba

能量色散x射线能谱(EDX)扫描显示F和Mg的均匀分布在整个膜。循环伏安分析36:1样本两毫克金属电极之间的证明了PEO的潜力:Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Baspe在镁离子跨膜运输。碳13核磁共振(gydF4y2Ba^13gydF4y2Ba理化性质)是用于研究膜内的PEO链的运动。在室温下,gydF4y2Ba^13gydF4y2Ba理化性质数据显示的起始PEO链的流动性。此外,随着温度升高,总信号强度增加,而线条模糊成一个信号,这是失去了在室温下。然而,当实际上电纺相比单价系统如PEO: LiTFSI和PEO: LiBFgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba的起始动态过程发生在更高的温度。这可能意味着二阶毫克gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}阳离子强烈配合醚氧原子。gydF4y2Ba

与温度有关的gydF4y2Ba^13gydF4y2BaC-MAS光谱(左)和gydF4y2Ba^13gydF4y2BaC - {gydF4y2Ba^1gydF4y2BaH} -CP-MAS PEO的光谱(右):Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba36:1膜表示温度。图片来源:Walke P et al .,电池& SupercapsgydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

总结,研究人员证实没有使用任何有机,无机,或液体添加剂,electrospun-synthesized固体聚合物电解质PEO-based PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba36:1 2.0 x10展出gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba供应链管理gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在室温下离子电导率。实际上电纺样品的离子电导率也大于解决铸造生产的样品。此外,解决方案铸造和电纺的可用于准备spe PEO: Mg (TFSI)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba与不同摩尔组成。在对称的Mg细胞,进行阻抗光谱和循环伏安法测试显示,MggydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}离子参与提高离子电导率。gydF4y2Ba

因为著名的问题形成的electrode-SPE-interface电阻由于钝化过程,循环伏安法电流很低。研究者称,这项工作突出了镁离子电解质的承诺以及电纺的观察到的导电性增强的贡献当过渡到电纺的铸造的解决方案。gydF4y2Ba

源gydF4y2Ba

Walke, P。Venturini, J。突然,R . J。范Wullen, l . Nilges, t(2022),快速镁进行固体电解质实际上电纺,gydF4y2Ba电池& SupercapsgydF4y2Ba、2022、e202200285 DOI:gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1002/batt.202200285gydF4y2Ba

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