Flüssig- und Polymer-Elektrolyte
Ziel unserer Forschung an Elektrolyten ist ein grundlegendes Verständnis des Ionentransportes in verschiedenen Materialien. Für Anwendungen in Li-Ionen-Batterien müssen Elektrolytmaterialien vielfältige Anforderungen erfüllen. Eine Aufgabe ist z.B. die Entwicklung von Materialien, die einen Kompromiss zwischen ausreichender Li+-Ionenleitfähigkeit und hoher mechanischer Stabilität darstellen.
Wir untersuchen in diesem Kontext den Ionentransport in Elektrolyten, indem wir Diffusivitäten, elektrophoretische Mobilitäten und lokale Dynamik mit Hilfe von dynamischen NMR-Methoden bestimmen. Viele Elektrolytsysteme lassen sich so auf der Basis multinuklearer Messungen (1H, 7Li, 19F) bezüglich aller ionischen Komponenten charakterisieren. So kann z.B. zwischen Sprüngen einzelner Ionen, Bewegungen als Cluster oder polymergekoppelter Dynamik unterschieden werden. Dies liefert die Möglichkeit, Strategien zur Materialoptimierung gezielt einzusetzen.
Einige ausgewählte Publikationen
Nürnberg, P.; Atik, J.; Borodin, O.; Winter, M.; Paillard, E.; Schönhoff, M.
Superionicity in ionic liquid-based electrolytes induced by positive ion-ion correlations
J. Am. Chem. Soc. 2022, 144 (10), 4657–4666.
https://doi.org/10.1021/jacs.2c00818
Ackermann, F.; Schönhoff, M.
Chelating Additives Reversing the Lithium Migration Direction in Ionic Liquid Electrolytes
J. Phys. Chem. C 2021, 125, 266-274.
http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c09828
Pfeifer, S.; Ackermann, F.; Sälzer, F.; Schönhoff, M.; Roling, B.;
Quantification of Cation-Cation, Anion-Anion and Cation-Anion Correlations in Li Salt/Glyme Mixtures by combining Very-low-frequency Impedance Spectroscopy and Diffusion and Electrophoretic NMR
Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23, 628-640.
https://doi.org/10.1039/D0CP06147F
Rosenwinkel, M.P.; Andersson, R.; Mindemark, J.; Schönhoff, M.
Coordination Effects in Polymer Electrolytes: Fast Li+ Transport by Weak Ion Binding
J. Phys. Chem. C 2020, 124, 43, 23588–23596.
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c08369
Schmidt, F.; Schönhoff, M.
Solvate Cation Migration and Ion Correlations in Solvate Ionic Liquids
J. Phys. Chem. B 2020, 124(7), 1245-1252.
http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.9b11330
Gouverneur, M.; Schmidt, F.; Schönhoff, M.
Negative effective Li transference numbers in Li salt/ionic liquid mixtures: Does Li drift in the “wrong” direction?
Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20, 7470 – 7478.
https://doi.org/10.1039/C7CP08580J