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
贰叁完成签到,获得积分10
2秒前
陆小白发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
yinyin完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
win完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
无花果应助科研小白采纳,获得10
9秒前
9秒前
小何发布了新的文献求助10
10秒前
桓白白发布了新的文献求助10
10秒前
小冬腊月发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
体贴续发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
小马甲应助白鹿森林采纳,获得10
12秒前
14秒前
江海小舟发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
汉堡包应助zhuxi采纳,获得10
16秒前
Sula37发布了新的文献求助100
16秒前
Owen应助无恙采纳,获得10
17秒前
17秒前
简单猎豹完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
小杜杜发布了新的文献求助20
19秒前
20秒前
13081466750完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
干净雨安发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
20秒前
21秒前
高分求助中
(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
Cronologia da história de Macau 5000
Braunwald’s Heart Disease, 2 Vol Set A Textbook of Cardiovascular Medicine 13th Edition 1000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
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 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6998849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8674317
关于积分的说明 18392595
捐赠科研通 6474697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3099853
关于科研通互助平台的介绍 2163854
邀请新用户注册赠送积分活动 2076275