Using Implicit Solvent in Ab Initio Electrochemical Modeling: Investigating Li+/Li Electrochemistry at a Li/Solvent Interface

溶剂化 化学 溶剂 电化学 隐溶剂化 电解质 溶剂模型 极化连续介质模型 密度泛函理论 溶剂效应 从头算 电介质 溶剂化壳 离解(化学) 物理化学 热力学 化学物理 计算化学 材料科学 有机化学 电极 物理 光电子学
作者
Nicolas Lespes,Jean‐Sébastien Filhol
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:11 (7): 3375-3382 被引量:70
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.5b00170
摘要

This paper focuses on the use of implicit solvent in electrochemical density functional theory (DFT) calculations. We investigate both the necessity and limits of an implicit solvent polarizable continuum model (PCM). In order to recover the proper electrochemical behavior of the surface and, in particular, a proper potential scale, the solvent model is determined to be mandatory: in the limit of a high dielectric constant, the surface capacitance becomes independent of the interslab space used in the model and, therefore, the electrochemical properties become intrinsic of the interface structure. We show that the computed surface capacitance is not only dependent on the implicit solvent dielectric constant, but also on the solvent cavity parameter that should be precisely tuned. This model is then applied to the Li/electrolyte interface in order to check its ability to compute thermodynamic equilibrium properties. The use of a purely implicit solvent approach allows the recovery of a more reasonable equilibrium potential for the Li(+)/Li redox pair, compared to vacuum approaches, but a potential that it is still off by 1.5 V. Then, the inclusion of explicit solvent molecules improves the description of the solvent-Li(+) chemical bond in the first solvation shell and allows recovery of the experimental value within 100 mV. Finally, we show that the redox active center involves the first solvation shell of Li(+), suggesting a particular pathway for the observed solvent dissociation in Li-ion batteries.

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
279完成签到,获得积分10
刚刚
Wu关注了科研通微信公众号
刚刚
1秒前
1秒前
didi完成签到,获得积分10
2秒前
LBY发布了新的文献求助30
3秒前
画画发布了新的文献求助20
4秒前
cuer完成签到,获得积分10
4秒前
蓝天发布了新的文献求助20
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
少年发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
didi发布了新的文献求助10
7秒前
阿玖完成签到 ,获得积分10
7秒前
当当发布了新的文献求助10
7秒前
ding应助艳子采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
jackZ完成签到,获得积分10
9秒前
jianjiao完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
rrrrr发布了新的文献求助20
10秒前
忘记密码完成签到,获得积分10
10秒前
王盼盼发布了新的文献求助10
11秒前
柯白梦发布了新的文献求助10
11秒前
昼夜本色发布了新的文献求助10
12秒前
sqz_df发布了新的文献求助10
12秒前
画画完成签到,获得积分10
13秒前
JamesPei应助舒心盼曼采纳,获得30
13秒前
14秒前
14秒前
17秒前
17秒前
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5743404
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5413822
关于积分的说明 15347458
捐赠科研通 4884191
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625636
邀请新用户注册赠送积分活动 1574492
关于科研通互助平台的介绍 1531400