亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Evaluating the Free Energies of Solvation and Electronic Structures of Lithium‐Ion Battery Electrolytes

溶剂化 化学 碳酸乙烯酯 溶剂化壳 密度泛函理论 热化学 物理化学 计算化学 自然键轨道 离子 化学物理 电解质 有机化学 电极
作者
Mehdi Shakourian‐Fard,Ganesh Kamath,Subramanian K. R. S. Sankaranarayanan
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:17 (18): 2916-2930 被引量:56
标识
DOI:10.1002/cphc.201600338
摘要

Abstract Adaptive biasing force molecular dynamics simulations and density functional theory calculations were performed to understand the interaction of Li + with pure carbonates and ethylene carbonate (EC)‐based binary mixtures. The most favorable Li carbonate cluster configurations obtained from molecular dynamics simulations were subjected to detailed structural and thermochemistry calculations on the basis of the M06‐2X/6‐311++G(d,p) level of theory. We report the ranking of these electrolytes on the basis of the free energies of Li‐ion solvation in carbonates and EC‐based mixtures. A strong local tetrahedral order involving four carbonates around the Li + was seen in the first solvation shell. Thermochemistry calculations revealed that the enthalpy of solvation and the Gibbs free energy of solvation of the Li + ion with carbonates are negative and suggested the ion–carbonate complexation process to be exothermic and spontaneous. Natural bond orbital analysis indicated that Li + interacts with the lone pairs of electrons on the carbonyl oxygen atom in the primary solvation sphere. These interactions lead to an increase in the carbonyl (C=O) bond lengths, as evidenced by a redshift in the vibrational frequencies [ν(C=O)] and a decrease in the electron density values at the C=O bond critical points in the primary solvation sphere. Quantum theory of atoms in molecules, localized molecular orbital energy decomposition analysis (LMO‐EDA), and noncovalent interaction plots revealed the electrostatic nature of the Li + ion interactions with the carbonyl oxygen atoms in these complexes. On the basis of LMO‐EDA, the strongest attractive interaction in these complexes was found to be the electrostatic interaction followed by polarization, dispersion, and exchange interactions. Overall, our calculations predicted EC and a binary mixture of EC/dimethyl carbonate to be appropriate electrolytes for Li‐ion batteries, which complies with experiments and other theoretical results.
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
清爽水之完成签到,获得积分10
9秒前
爱笑美女完成签到,获得积分10
25秒前
大力凡旋完成签到,获得积分10
44秒前
52秒前
磕盐耇发布了新的文献求助10
59秒前
铁瓜李完成签到 ,获得积分10
1分钟前
超帅的幻枫完成签到,获得积分10
1分钟前
沉静的安青完成签到,获得积分10
1分钟前
MYC007完成签到 ,获得积分10
1分钟前
愉快的惋庭完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
闪闪谷雪发布了新的文献求助10
1分钟前
玩命的智宸完成签到,获得积分10
2分钟前
欢呼的馒头完成签到,获得积分10
2分钟前
null应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
xiaolang2004完成签到,获得积分10
2分钟前
YifanWang应助xiaolang2004采纳,获得10
2分钟前
乐观的蜗牛完成签到 ,获得积分10
2分钟前
闪闪谷雪完成签到,获得积分10
2分钟前
呆萌的豁完成签到,获得积分10
3分钟前
无限冰安完成签到,获得积分10
3分钟前
重要盼易完成签到,获得积分10
3分钟前
成就小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
3分钟前
林海完成签到 ,获得积分10
4分钟前
无聊的谷雪完成签到,获得积分10
4分钟前
甜美的梦芝完成签到,获得积分10
4分钟前
无极微光应助tc采纳,获得20
4分钟前
4分钟前
4分钟前
夏花般灿烂完成签到,获得积分10
4分钟前
如意的小凡完成签到,获得积分10
4分钟前
等待的起眸完成签到,获得积分10
5分钟前
重要寄瑶完成签到,获得积分10
5分钟前
tc发布了新的文献求助20
5分钟前
大气钧完成签到,获得积分10
6分钟前
笨笨听双完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
忐忑的面包完成签到,获得积分20
6分钟前
6分钟前
null应助科研通管家采纳,获得20
6分钟前
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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7765796
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9309879
关于积分的说明 20312881
捐赠科研通 7350561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314988
关于科研通互助平台的介绍 2464416
邀请新用户注册赠送积分活动 2329476