Spectroscopic and Density Functional Theory Characterization of Common Lithium Salt Solvates in Carbonate Electrolytes for Lithium Batteries

化学 碳酸丙烯酯 溶剂化 锂(药物) 电解质 密度泛函理论 无机化学 离解(化学) 溶剂 碳酸二甲酯 盐(化学) 物理化学 计算化学 有机化学 甲醇 电极 内分泌学 医学
作者
Navid Chapman,Oleg Borodin,Taeho Yoon,Cao Cuong Nguyen,Brett L. Lucht
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:121 (4): 2135-2148 被引量:143
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b12234
摘要

The structure and composition of lithium ion solvation spheres of electrolyte solutions composed of common lithium salts (LiTFSI, LiPF6, LiBF4, and LiClO4) dissolved in aprotic polar linear and cyclic carbonate solvents (propylene carbonate (PC) or dimethyl carbonate (DMC)) have been investigated via a combination of FTIR, 13C NMR spectroscopy, and density functional theory (DFT). Results from the two different spectroscopic methods are in strong agreement with each other and with predictions from quantum chemistry calculations. The coordination of the carbonyl oxygen of the solvents to the lithium cation is observed by IR spectroscopy. The ratio of coordinated to uncoordinated PC and DMC has been used to determine solvent coordination numbers which range from 2 to 5 depending on salt, solvent, and concentration. The relative stability of the lithium–anion solvates were examined using DFT employing the cluster-continuum approach including changes to the intensity and frequency of the IR bands along with the populations of the cis–cis and cis–trans conformers of DMC in the lithium ion solvation shell. Solvent coordination is dependent upon the nature of the salt. Weakly associating salts, LiTFSI, LiPF6, and LiClO4, dissociate to a similar degree with LiPF6 being the most dissociated, while LiBF4 had significantly less dissociation in both solvents. This investigation provides significant insight into the solution structure of commonly used LIB electrolytes over a wide range of salt concentrations.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
科研小白发布了新的文献求助10
1秒前
aa完成签到,获得积分10
1秒前
卡不卡不发布了新的文献求助10
2秒前
打打应助小萝卜采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
科研通AI6应助小白采纳,获得10
4秒前
8秒前
水果小王子完成签到 ,获得积分10
8秒前
迟梦发布了新的文献求助10
9秒前
徐安鹏完成签到,获得积分10
10秒前
zhenghang完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
自渡完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
13秒前
stephanie_han完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
小萝卜发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
FLY完成签到,获得积分10
17秒前
WTT完成签到,获得积分20
17秒前
sir完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
kk驳回了大模型应助
20秒前
21秒前
赘婿应助迟梦采纳,获得10
21秒前
21秒前
夜雨微眠发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
鱼选发布了新的文献求助10
22秒前
科研通AI6应助weidandan采纳,获得10
23秒前
23秒前
顾矜应助加菲丰丰采纳,获得10
23秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 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
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 1000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 981
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Elements of Evolutionary Genetics 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5453860
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4561372
关于积分的说明 14282285
捐赠科研通 4485318
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2456660
邀请新用户注册赠送积分活动 1447375
关于科研通互助平台的介绍 1422701