Revealing the Correlation between the Solvation Structures and the Transport Properties of Water-in-Salt Electrolytes

溶剂化 电解质 离子 锂(药物) 化学 中子散射 化学物理 水溶液 分子动力学 溶剂化壳 对分布函数 无机化学 散射 材料科学 物理化学 计算化学 有机化学 医学 数学分析 物理 数学 电极 光学 内分泌学
作者
Xinyi Liu,Shao-Chun Lee,Söenke Seifert,Lilin He,Changwoo Do,Randall E. Winans,Gihan Kwon,Yang Zhang,Tao Li
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:35 (5): 2088-2094 被引量:35
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c03654
摘要

Water-in-salt (WIS) electrolytes containing 21 m lithium bis(trifluoromethane sulfonyl)imide (LiTFSI) have been considered as a safe and environment-friendly alternative to common organic electrolytes used in lithium-ion batteries. However, the relation between the solvation structures and transport properties of these materials remains elusive. Here, for this paper, we performed small-angle X-ray scattering (SAXS), small-angle neutron scattering (SANS), and X-ray pair distribution function (PDF) measurements of LiTFSI aqueous solutions at a wide range of concentrations. Combined with molecular dynamics simulations, the detailed solvation structures from long to short length scale were resolved. We found that the TFSI– solvation structures consist of TFSI– solvated structures and TFSI– networks; the former corresponds to solvent separated ion pairs, while the latter corresponds to contact ion pairs and cation–anion aggregates. In addition, we found that the relaxation time in the q range associated with the anion network structure exhibits the same concentration dependence as the viscosity. By combining the results from the experiments and simulations, this study revealed a correlation between the solvation structures of LiTFSI and the transport properties of the solutions, which is critical to understand the relation between the transport properties and the dynamics of the ions for imide-based lithium-ion salt aqueous electrolytes.
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
ax发布了新的文献求助10
刚刚
毕长富完成签到,获得积分10
1秒前
江舁发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
盐以律己发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
大个的应助被小方采纳,获得10
2秒前
4秒前
zpp发布了新的文献求助10
5秒前
阿蒙蒙完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
难过友梅关注了科研通微信公众号
6秒前
烂漫的书南完成签到,获得积分20
6秒前
8秒前
大气傀斗完成签到,获得积分10
10秒前
zjujirenjie发布了新的文献求助10
10秒前
fengjingjing发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
科目三的应助被橘子采纳,获得10
12秒前
13秒前
ys完成签到,获得积分10
13秒前
好好吃饭发布了新的文献求助100
14秒前
lzl17o8完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
火火完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
21秒前
21秒前
21秒前
今后的应助被雪山大地采纳,获得10
22秒前
Heng发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
橘子发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
24秒前
25秒前
科研通AI6.2的应助被xiaohululu采纳,获得10
25秒前
希wang发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Composite Materials Handbook Volume 1 - Revision H 1000
Composite Materials Handbook Volume 3 - Revision H 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7805524
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9339206
关于积分的说明 20495093
捐赠科研通 7397861
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327889
关于科研通互助平台的介绍 2474667
邀请新用户注册赠送积分活动 2346007