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
1秒前
hhh发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
miaomiao完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
GQ发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
可爱的函函应助223311采纳,获得10
4秒前
xjiang001完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
紫槿发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
123发布了新的文献求助10
8秒前
Doc_Ocean完成签到,获得积分10
8秒前
Yinxin_Bai发布了新的文献求助10
9秒前
aertom完成签到,获得积分10
11秒前
MrHao完成签到,获得积分10
11秒前
SH发布了新的文献求助10
13秒前
欢喜的怜雪完成签到,获得积分10
13秒前
xjiang017完成签到,获得积分10
14秒前
SciGPT应助Yinxin_Bai采纳,获得10
14秒前
香蕉觅云应助细腻的凝雁采纳,获得10
15秒前
17秒前
西瓜汽水完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
LSY完成签到,获得积分10
19秒前
工作热情仔应助汀上白沙采纳,获得50
20秒前
21秒前
xjiang019完成签到,获得积分10
22秒前
沉默枕头完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
SH完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
23秒前
qiaoj2006发布了新的文献求助10
24秒前
免疫小白完成签到 ,获得积分10
25秒前
SWEETYXY应助geo_xl采纳,获得10
26秒前
28秒前
美好师完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Data book on fatigue strength of metallic materials 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 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 7567536
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9147455
关于积分的说明 19561237
捐赠科研通 7153547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3262864
关于科研通互助平台的介绍 2428972
邀请新用户注册赠送积分活动 2252875