Elucidating the structure of the magnesium aluminum chloride complex electrolyte for magnesium-ion batteries

Energy and Environmental Science

Volumn 8, Issue 12, 2015, Pages 3718-3730

  Canepa, Pieremanuele ^a,b   Jayaraman, Saivenkataraman ^a,e   Cheng, Lei ^c   Rajput, Nav Nidhi ^b   Richards, William D ^a   Gautam, Gopalakrishnan Sai ^a,b   Curtiss, Larry A ^c   Persson, Kristin A ^b   Ceder, Gerbrand ^b,d  

^a Massachusetts Institute of Technology Cambridge   (United States)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d Lawrence Berkeley National Laboratory   (United States)

^e CHEMOURS COMPANY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALUMINUM; ALUMINUM CHLORIDE; CALCULATIONS; CHEMICAL ANALYSIS; CHLORINE; CHLORINE COMPOUNDS; DEPOSITION; ELECTRIC BATTERIES; IONIC LIQUIDS; IONS; LITHIUM-ION BATTERIES; MAGNESIUM; MAGNESIUM PRINTING PLATES; METAL IONS; MOLECULAR DYNAMICS; ORGANIC SOLVENTS; SECONDARY BATTERIES;

AB INITIO CALCULATIONS; CLASSICAL MOLECULAR DYNAMICS; COMPUTATIONAL STRATEGY; ELECTROCHEMICAL CYCLING; ELECTROLYTE COMPOSITIONS; EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS; FORMATION ENERGIES; MOLECULES AND IONS;

ELECTROLYTES;

ALUMINUM; CHLORIDE; ELECTROCHEMICAL METHOD; ELECTROLYTE; ENERGY EFFICIENCY; EXPERIMENTAL STUDY; MAGNESIUM; MOLECULAR ANALYSIS;

EID: 84948392296     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ee02340h     Document Type: Article

References (55)

1. R. Van Noorden Nature 2014 5 26 28
2. H. D. Yoo I. Shterenberg Y. Gofer G. Gershinsky N. Pour D. Aurbach Energy Environ. Sci. 2013 6 2265 2279
3. J. Muldoon C. B. Bucur T. D. Gregory Chem. Rev. 2014 114 11683 11720
4. I. Shterenberg M. Salama Y. Gofer E. Levi D. Aurbach MRS Bull. 2014 39 453 460
5. Y. S. Cohen Y. Cohen D. Aurbach J. Phys. Chem. B 2000 104 12282 12291
6. D. Aurbach Z. Lu A. Schechter Y. Gofer H. Gizbar R. Turgeman Y. Cohen M. Moshkovich E. Levi Nature 2002 407 724 727
7. J. Muldoon C. B. Bucur A. G. Oliver T. Sugimoto M. Matsui H. S. Kim G. D. Allred J. Zajicek Y. Kotani Energy Environ. Sci. 2012 5 5941 5950
8. M. Liu Z. Rong R. Malik P. Canepa A. Jain G. Ceder K. A. Persson Energy Environ. Sci. 2015 8 964 974
9. O. T. Brow R. McIntyre Electrochim. Acta 1985 30 627 633
10. D. Aurbach and N. Pour, Non-aqueous electrochemistry of magnesium (Mg), Woodhead Publishing Limited, 2011, vol. 1, ch. 13, pp. 484-515
11. T. D. Gregory R. J. Hoffman R. C. Winterton J. Electrochem. Soc. 1990 137 775 780
12. D. Aurbach R. Turgeman O. Chusid Y. Gofer Electrochem. Commun. 2001 3 252 261
13. D. Aurbach H. Gizbar A. Schechter O. Chusid H. E. Gottieb Y. Gofer I. Goldberg J. Electrochem. Soc. 2002 149 A115 A121
14. H. Gizbar Y. Vestfrid O. Chusid Y. Gofer H. E. Gottieb V. Marks D. Aurbach Organometallics 2004 23 3826 3831
15. O. Mizrahi N. Amir E. Pollak O. Chusid V. Marks H. Gottlieb L. Larush E. Zinigrad D. Aurbach J. Electrochem. Soc. 2008 155 A103 A109
16. N. Pour Y. Gofer D. T. Major D. Aurbach J. Am. Chem. Soc. 2011 133 6270 6278
17. R. E. Doe, R. Han, Y. Gofer, D. Aurbach, N. Pour and E. Sterenberg, WO2013096827, 2013
18. R. E. Doe R. Han J. Hwang A. J. Gmitter I. Shterenberg H. D. Yoo N. Pour D. Aurbach Chem. Commun. 2014 50 243 245
19. C. J. Barile R. Spatney K. R. Zavadil A. A. Gewirth J. Phys. Chem. C 2014 118 10694 10699
20. C. J. Barile E. C. Barile K. R. Zavadil R. G. Nuzzo A. A. Gewirth J. Phys. Chem. C 2014 118 27623 27630
21. Y. Shao T. Liu G. Li M. Gu Z. Nie M. Engelhard J. Xiao D. Lv C. Wang J.-G. Zhang J. Liu Sci. Rep. 2013 3 3130
22. H. S. Kim T. S. Arthur G. D. Allred J. Zajicek J. G. Newman A. E. Rodnyansky A. G. Oliver W. C. Boggess J. Muldoon Nat. Commun. 2011 2 427
23. O. Tutusaus R. Mohtadi T. S. Arthur F. Mizuno E. G. Nelson Y. V. Sevryugina Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 7900 7904
24. T. J. Carter R. Mohtadi T. S. Arthur F. Mizuno R. Zhang S. Shirai J. W. Kampf Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 3173 3177
25. R. Mohtadi M. Matsui T. S. Arthur S.-J. Hwang Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 9780 9783
26. J. Tomasi B. Menucci R. Cammi Chem. Rev. 2005 105 2999 3094
27. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr, J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski and D. J. Fox, Gaussian 09 Revision D.01, Gaussian Inc., Wallingford, CT, 2009
28. N. N. Rajput X. Qu N. Sa A. K. Burrell K. A. Persson J. Am. Chem. Soc. 2015 137 3411 3420
29. S. P. Ong O. Andreussi N. Marzari G. Ceder Chem. Mater. 2011 23 2979 2986
30. Y. Zhang C. Shi J. F. Brennecke E. J. Maginn J. Phys. Chem. B 2014 118 6250 6255
31. M. Okoshi Y. Yamada A. Yamada H. Nakai J. Electrochem. Soc. 2013 11 A2160 A2165
32. G. Kresse J. Hafner Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993 47 558
33. G. Kresse J. Furthmüller Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996 54 11169 11186
34. G. Kresse D. Joubert Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 1758 1775
35. D. Scott J. Chem. Thermodyn. 1970 2 833 837
36. K. Wolinski J. F. Hinton P. Pulay J. Am. Chem. Soc. 1990 112 8251 8260
37. P. Debye E. Hückel Phys. Z. 1923 24 185 206
38. R. A. Robinson and R. H. Stokes, Electrolyte Solutions: Second Revised Edition, Butterworth & Co., London, 1968
39. S. Plimpton J. Comput. Phys. 1995 117 1 19
40. J. Wang R. M. Wolf J. W. Caldwell P. A. Kollman D. A. Case J. Comput. Chem. 2004 25 1157 1174
41. J. Wang W. Wang P. A. Kollman D. A. Case J. Mol. Graphics Modell. 2006 25 247 260
42. C. I. Bayly P. Cieplak W. D. Cornell P. A. Kollman J. Phys. Chem. 1993 97 10269 10280
43. L. F. Wan D. Prendergast J. Am. Chem. Soc. 2014 136 14456 14464
44. Y. Nakayama Y. Kudo H. Oki K. Yamamoto Y. Kitajima K. Noda J. Electrochem. Soc. 2008 155 A754 A759
45. T. Liu J. T. Cox D. Hu X. Deng J. Hu M. Y. Hu J. Xiao Y. Shao J. Liu Chem. Commun. 2015 51 2312 2315
46. S. P. Ong L. Wang B. Kang G. Ceder Chem. Mater. 2008 20 1798 1807
47. P. Canepa G. S. Gautam R. Malik S. Jayaraman R. Ziqin K. R. Zavadil K. Persson G. Ceder Chem. Mater. 2015 27 3317 3325
48. A. Benzmayza M. Ramanathan T. S. Arthur M. Matsui F. Mizuno J. Guo P.-A. Glans J. Prakash J. Phys. Chem. C 2013 117 26881 26888
49. C. Liao N. Sa B. Key A. K. Burrell L. Cheng L. A. Curtiss J. T. Vaughey J.-J. Woo L. Hu B. Pan Z. Zhang J. Mater. Chem. A 2015 3 6082 6087
50. L. J. Guggenberger R. E. Rundle J. Am. Chem. Soc. 1968 90 5375 5378
51. J. F. Garsta M. P. Soriagab Coord. Chem. Rev. 2004 248 623 652
52. S. Pirinen I. O. Koshevoy P. Denifl T. T. Pakkanen Organometallics 2013 32 4208 4213
53. D. M. Seo P. D. Boyle O. Borodin W. A. Henderson RSC Adv. 2014 8014 8019
54. S. Ansell S. Krishnan J. K. R. Weber J. J. Felten P. C. Nordine M. A. Beno D. L. Price M.-L. Saboungi Phys. Rev. Lett. 1997 78 464
55. P. Wernet D. Nordlund U. Bergmann M. Cavalleri M. Odelius H. Ogasawara L. A. Näslund T. K. Hirsch L. Ojamäe P. Glatzel L. G. M. Pettersson A. Nilsson Science 2004 304 995 999