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Comparative Study of Alkali‐Cation‐Based (Li+, Na+, K+) Electrolytes in Acetonitrile and Alkylcarbonates

化学 碱金属 电解质 碳酸乙烯酯 无机化学 乙腈 溶剂化 离子 离子键合 电化学 溶剂 离子半径 物理化学 有机化学 电极
作者
Samia Amara,Joël Toulc'Hoat,Laure Timperman,Agnès Biller,Hervé Galiano,Corinne Marcel,Matthieu Ledigabel,Mérièm Anouti
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:20 (4): 581-594 被引量:56
标识
DOI:10.1002/cphc.201801064
摘要

The development of a suitable functional electrolyte is urgently required for fast-charging and high-voltage alkali-ion (Li, Na, K) batteries as well as next-generation hybrids supercapacitors. Many recent works focused on an optimal selection of electrolytes for alkali-ion based systems and their electrochemical performance but the understanding of the fundamental aspect that explains their different behaviour is rare. Herein, we report a comparative study of transport properties for LiPF6 , NaPF6 , KPF6 in acetonitrile (AN) and a binary mixture of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC): (EC/DMC : 1/1, weigh) through conductivities, densities and viscosities measurements in wide temperature domain. By application of the Stokes-Einstein, Nernst-Einstein, and Jones Dole equations, the effective ionic solvated radius of cation (reff ), the ionic dissociation coefficient (αD ) and structuring Jones Dole's parameters (A, B) for salt are calculated and discussed according to solvent or cation nature as a function of temperature. From the results, we demonstrate that better mobility of potassium can be explained by the nature of the ion-ion and ion-solvent interactions due to its polarizability. In the same time, the predominance of triple ions in the case of K+ , is a disadvantage at high concentration.
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