Liquid Structure with Nano-Heterogeneity Promotes Cationic Transport in Concentrated Electrolytes

电解质 溶剂化 锂(药物) 离子 中子散射 水溶液 离子运输机 电导率 材料科学 阳离子聚合 渗透(认知心理学) 中子衍射 纳米- 化学 化学物理 分子动力学 中子 计算化学 物理化学 结晶学 晶体结构 有机化学 电极 物理 复合材料 神经科学 内分泌学 生物 医学 量子力学
作者
Oleg Borodin,Liumin Suo,Mallory Gobet,Xiaoming Ren,Fei Wang,Antonio Faraone,Jing Peng,Marco Olguin,Marshall A. Schroeder,Michael S. Ding,Eric A. Gobrogge,Arthur v. Cresce,Stephen Munoz,Joseph A. Dura,Steve Greenbaum,Chunsheng Wang,Ke Xu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:11 (10): 10462-10471 被引量:280
标识
DOI:10.1021/acsnano.7b05664
摘要

Using molecular dynamics simulations, small-angle neutron scattering, and a variety of spectroscopic techniques, we evaluated the ion solvation and transport behaviors in aqueous electrolytes containing bis(trifluoromethanesulfonyl)imide. We discovered that, at high salt concentrations (from 10 to 21 mol/kg), a disproportion of cation solvation occurs, leading to a liquid structure of heterogeneous domains with a characteristic length scale of 1 to 2 nm. This unusual nano-heterogeneity effectively decouples cations from the Coulombic traps of anions and provides a 3D percolating lithium–water network, via which 40% of the lithium cations are liberated for fast ion transport even in concentration ranges traditionally considered too viscous. Due to such percolation networks, superconcentrated aqueous electrolytes are characterized by a high lithium-transference number (0.73), which is key to supporting an assortment of battery chemistries at high rate. The in-depth understanding of this transport mechanism establishes guiding principles to the tailored design of future superconcentrated electrolyte 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
勤奋曼雁发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助如果采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
紫陌东门发布了新的文献求助10
3秒前
star应助杨文磊采纳,获得10
4秒前
麻溜儿发布了新的文献求助10
4秒前
star应助杨文磊采纳,获得10
4秒前
star应助杨文磊采纳,获得10
4秒前
star应助杨文磊采纳,获得10
4秒前
star应助杨文磊采纳,获得10
4秒前
小蘑菇应助摘星星的可乐采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
雅樱发布了新的文献求助10
6秒前
adeno完成签到,获得积分10
7秒前
wang发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
乐乐应助哈鲁采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
明亮尔阳完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
完美菜菜发布了新的文献求助10
13秒前
Eira完成签到 ,获得积分10
13秒前
yxLLLLLLLL完成签到,获得积分10
13秒前
明亮尔阳发布了新的文献求助10
13秒前
彩色的蛋糕完成签到 ,获得积分10
14秒前
寻道图强应助xxxBlo采纳,获得30
15秒前
wzy发布了新的文献求助10
15秒前
kysl完成签到,获得积分10
15秒前
充电宝应助pgh.hh采纳,获得10
15秒前
布鲁发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
orixero应助凯旋888采纳,获得10
16秒前
汉堡包应助FaFa采纳,获得10
16秒前
玛卡巴卡完成签到 ,获得积分10
17秒前
zhou关注了科研通微信公众号
17秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2421860
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2111506
关于积分的说明 5344997
捐赠科研通 1839000
什么是DOI,文献DOI怎么找? 915465
版权声明 561179
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 489587