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
老板多加香菜完成签到 ,获得积分10
刚刚
炙热的夏山完成签到,获得积分10
刚刚
yanjiuhuzu完成签到,获得积分10
1秒前
活力鸡完成签到,获得积分10
1秒前
www完成签到,获得积分10
1秒前
大个应助获奖感言采纳,获得10
1秒前
江枫完成签到,获得积分10
2秒前
白许四十完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
chan完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
楠楠DAYTOY完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
恩恩灬完成签到,获得积分10
6秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
拉拉完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
娇娇完成签到,获得积分10
7秒前
易安完成签到,获得积分10
7秒前
登登完成签到,获得积分10
8秒前
Parsifal完成签到,获得积分10
9秒前
秋水完成签到,获得积分10
9秒前
xfy完成签到,获得积分10
9秒前
Wu完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
科研小白发布了新的文献求助30
10秒前
南兮完成签到,获得积分10
10秒前
获奖感言完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
大模型应助强健的宛儿采纳,获得10
11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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6530632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8323388
关于积分的说明 17819235
捐赠科研通 5632050
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932358
邀请新用户注册赠送积分活动 1909013
关于科研通互助平台的介绍 1768282