氯铝酸盐离子液体由于其在室温下可逆电沉积铝的能力而在可充电的铝电池中常用作电解质。目前,这些离子液体有限的电化学稳定性、腐蚀性和湿度敏感性阻碍了铝电池的发展。
南安普顿大学Theresa Schoetz等开发了一种基于1-乙基-3-甲基咪唑氯化物-氯化铝、聚氧化乙烯和煅制二氧化硅的固体聚合物电解质,表现出比离子液体更高的电化学稳定性,同时保持约13 mS cm-1的高离子电导率。
本文要点:
(1)
在铝-石墨电池中,固体聚合物电解质能够充电至2.8 V,在66mA g−1时达到194mA h g−1的最大比容量。在2.7 V下长期循环显示在360mA g−1下可逆容量为123mA h g−1,1000次循环后库仑效率为98.4%。固态核磁共振光谱测量揭示了交联聚合物网络的五配位铝物种的形成,以使得固体电解质中能够有高的离子液体负载。
(2)
这项研究为具有扩展电位极限的高容量铝电池的聚合物电解质的分子水平设计和理解提供了新的见解。
参考文献:
O. M. Leung, L. W. Gordon, R. J. Messinger, T. Prodromakis, J. A. Wharton, C. Ponce de León, T. Schoetz, Solid Polymer Electrolytes with Enhanced Electrochemical Stability for High-Capacity Aluminum Batteries. Adv. Energy Mater. 2024, 2303285.
DOI: 10.1002/aenm.202303285
https://doi.org/10.1002/aenm.202303285