Effect of Salt Concentration on Ion Clustering and Transport in Polymer Solid Electrolytes: A Molecular Dynamics Study of PEO–LiTFSI

电解质 盐(化学) 锂(药物) 环氧乙烷 离子 聚合物 无定形固体 分子动力学 离子键合 材料科学 无机化学 化学 化学工程 化学物理 物理化学 有机化学 计算化学 内分泌学 工程类 医学 电极 共聚物
作者
Nicola Molinari,Jonathan P. Mailoa,Boris Kozinsky
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:30 (18): 6298-6306 被引量:285
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.8b01955
摘要

Currently available solid polymer electrolytes for Li-ion cells require deeper understanding and significant improvement in ionic transport properties to enable their use in high-power batteries. We use molecular dynamics simulations to model the solid amorphous polymer electrolyte system comprising poly(ethylene) oxide (PEO), lithium, and bis(trifluoromethane)sulfonimide anion (TFSI), exploring effects of high salt concentrations relevant for battery applications. Using statistical analysis of ion distribution and transport, we investigate the significant effect that salt concentration has on ion mobility. At practical salt concentrations, a previously undetected ensemble of Li–TFSI clusters emerges where Li ions have significantly lower coordination by the polymer, and this results in their significantly lower mobility as compared to Li ions coordinated by the polymer. We also find the tendency for cation–anion clusters to be asymmetrical, with the anions in greater number than Li cations, which may further affect the transport properties of this material. The existence of such negatively charged clusters has been recently speculated to explain the experimentally observed negative transference number at high LiTFSI concentrations in PEO. Our methodology enables us to suggest strategies for improvement of transport properties and can be generalized to other polymer–Li–salt combinations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
狂野世立完成签到,获得积分10
刚刚
简单发布了新的文献求助10
1秒前
MC发布了新的文献求助10
1秒前
我是老大应助YAO采纳,获得10
2秒前
2秒前
time光发布了新的文献求助30
4秒前
科目三应助chang采纳,获得10
5秒前
6秒前
廿柒完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
AFM发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
无极微光应助小李采纳,获得20
9秒前
俭朴外绣发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
单纯的思松完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4应助西西歪采纳,获得10
11秒前
11秒前
上官若男应助易123采纳,获得10
11秒前
智慧发布了新的文献求助10
12秒前
小李完成签到,获得积分10
14秒前
来轩发布了新的文献求助10
15秒前
吧是的是的完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
殊遇完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
MrDove发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
Greetdawn发布了新的文献求助10
20秒前
Fizzes完成签到,获得积分10
20秒前
易123完成签到,获得积分20
20秒前
Sirius完成签到,获得积分20
21秒前
殊遇发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
来轩完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7262101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8883517
关于积分的说明 18773861
捐赠科研通 6941323
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202409
关于科研通互助平台的介绍 2375640
邀请新用户注册赠送积分活动 2178075