Salt Effects on Ionic Conductivity Mechanisms in Ethylene Carbonate Electrolytes: Interplay of Viscosity and Ion–Ion Relaxations

电解质 碳酸乙烯酯 离子 盐(化学) 粘度 离子电导率 电导率 碳酸盐 材料科学 离子键合 无机化学 电阻率和电导率 化学工程 化学 有机化学 物理化学 复合材料 电极 冶金 工程类 电气工程
作者
Hema Teherpuria,Sapta Sindhu Paul Chowdhury,Sridhar Kumar Kannam,Prabhat K. Jaiswal,Santosh Mogurampelly
出处
期刊:ACS Macro Letters [American Chemical Society]
卷期号:: 802-807
标识
DOI:10.1021/acsmacrolett.4c00824
摘要

The intricate role of shear viscosity and ion-pair relaxations in ionic conductivity mechanisms and the underlying changes induced by salt concentration (c) in organic liquid electrolytes remain poorly understood, despite their widespread technological importance. Using molecular dynamics simulations employing nonpolarizable force fields for c ranging between 10-3 to 101 M, we show that the low and high c regimes of the ethylene carbonate-lithium bis(trifluoromethane)sulfonimide (EC-LiTFSI) electrolytes are distinctly characterized by η ∼ τc1/2 and η ∼ τc1, where η and τc are shear viscosity and cation-anion relaxation time scales, respectively. Our extensive simulations and analyses suggest a universal relationship between the ionic conductivity and c as σ(c) ∼ cαe-c/c0 (α > 0). The proposed relationship convincingly explains the ionic conductivity over a wide range of c, where the term cα accounts for the uncorrelated motion of ions and e-c/c0 captures the salt-induced changes in shear viscosity. Our simulations suggest the vehicular mechanism to be dominant at the low c regime, which transitions into a structural diffusion mechanism at the high c regime, where structural relaxation of ion pairs is the dominant form of ion transport mechanism. Our findings shed light on some of the fundamental aspects of the ion conductivity mechanisms in liquid electrolytes, offering insights into optimizing the ion transport in EC-LiTFSI 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
快乐的青柏完成签到,获得积分0
刚刚
贪玩妙松完成签到,获得积分20
1秒前
xin6688完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
听海余温发布了新的文献求助10
1秒前
lillian完成签到,获得积分20
1秒前
roha_17完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
可爱草丛应助Zhou采纳,获得10
3秒前
4秒前
忍冬完成签到,获得积分10
4秒前
lillian发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
张鹏程应助文件撤销了驳回
6秒前
senli2018发布了新的文献求助10
6秒前
十三发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
飞快的语蕊完成签到,获得积分10
8秒前
666发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
让我康康发布了新的文献求助10
9秒前
oikikio发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
然然然发布了新的文献求助10
10秒前
成就老虎完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
香蕉秋蝶完成签到 ,获得积分10
13秒前
所所应助xiaofeng采纳,获得10
14秒前
14秒前
sally发布了新的文献求助10
14秒前
煎饼煎饼完成签到,获得积分10
14秒前
666完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
祖曼易发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI6.4应助qq采纳,获得10
16秒前
Estrella发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 6465212
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8272226
关于积分的说明 17637437
捐赠科研通 5539148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907571
邀请新用户注册赠送积分活动 1884600
关于科研通互助平台的介绍 1732071