Polysulfide Speciation and Electrolyte Interactions in Lithium–Sulfur Batteries with in Situ Infrared Spectroelectrochemistry

电解质 多硫化物 化学 三氟甲磺酸 氧化还原 溶解 电化学 无机化学 衰减全反射 电池(电) 锂(药物) 循环伏安法 氧化态 离子 红外光谱学 电极 物理化学 金属 有机化学 催化作用 功率(物理) 内分泌学 物理 医学 量子力学
作者
Caitlin Dillard,Arvinder Singh,Vibha Kalra
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:122 (32): 18195-18203 被引量:71
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.8b02506
摘要

Understanding redox mechanisms as well as interactions between redox species and electrolyte is critical for rational design of electrolyte/cathode systems for Li–S batteries. Here, we demonstrate in situ FT-IR with attenuated total reflection (ATR) to monitor both polysulfide (PS) speciation (Sx2–, 2 ≤ x ≤ 8) and triflate anion (electrolyte) coordination state while simultaneously discharging/charging a full battery coin cell. We report the concentration of various PS species as a function of voltage during cell discharge. In addition, we found that molecular-level changes occurred in the electrolyte salt anion in response to PS speciation. During discharge, PS dissolution increases total solute concentration, inducing anion interactions between low coordination state complexes—ion pairs and free ions—to form aggregate complexes. Under fast cyclic voltammetry sweep, less progressive formation of all PSs, due to diffusion limitations, resulted in a higher concentration of aggregates and PSs even upon completion of discharge. This new application of in situ FT-IR offers direct insight into dynamic interactions between electrolyte salt and polysulfides fundamental in developing Li–S systems.
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
阳光以筠发布了新的文献求助10
1秒前
Hodlumm发布了新的文献求助10
1秒前
yxy发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
123完成签到,获得积分10
4秒前
难过板栗应助热情越彬采纳,获得40
4秒前
研友_VZG7GZ应助NN采纳,获得30
4秒前
小马甲应助破忒头采纳,获得30
5秒前
小马甲应助冰美式采纳,获得10
7秒前
蒲草1004发布了新的文献求助30
7秒前
mmmm发布了新的文献求助30
7秒前
科研通AI5应助luca采纳,获得10
7秒前
格非完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
变形金刚完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
FIN发布了新的文献求助50
10秒前
11秒前
ozzz发布了新的文献求助10
11秒前
FashionBoy应助阳光以筠采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
倪倪发布了新的文献求助10
13秒前
bellis完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
17秒前
科研通AI5应助luca采纳,获得10
17秒前
17秒前
19秒前
大空翼发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
仔仔大叔完成签到 ,获得积分10
22秒前
背后的华发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
22秒前
快乐小刘发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
科研通AI5应助大空翼采纳,获得80
25秒前
25秒前
高分求助中
Worked Bone, Antler, Ivory, and Keratinous Materials 1000
Mass producing individuality 600
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Getting Published in SSCI Journals: 200+ Questions and Answers for Absolute Beginners 300
Advances in Underwater Acoustics, Structural Acoustics, and Computational Methodologies 300
Limes XXIII Sonderband 4 / II Proceedings of the 23rd International Congress of Roman Frontier Studies Ingolstadt 2015 200
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3829234
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3371936
关于积分的说明 10469766
捐赠科研通 3091535
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1701173
邀请新用户注册赠送积分活动 818199
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 770765