view in publisher's site

General Trend of a Negative Li Effective Charge in Ionic Liquid Electrolytes

We show that strong cation–anion interactions in a wide range of lithium-salt/ionic liquid mixtures result in a negative lithium transference number, using molecular dynamics simulations and rigorous concentrated solution theory. This behavior fundamentally deviates from that obtained using self-diffusion coefficient analysis and explains well recent experimental electrophoretic nuclear magnetic resonance measurements, which account for ion correlations. We extend these findings to several ionic liquid compositions. We investigate the degree of spatial ionic coordination employing single-linkage cluster analysis, unveiling asymmetrical anion–cation clusters. We formulate a way to compute the effective lithium charge and show that lithium-containing clusters carry a negative charge over a remarkably wide range of compositions and concentrations. This finding has significant implications for the overall performance of battery cells based on ionic liquid electrolytes. It also provides a rigorous prediction recipe and design protocol for optimizing transport properties in next-generation highly correlated electrolytes.

روند کلی یک عنصر منفی به عنوان یک عنصر منفی در Electrolytes مایع یونی

ما نشان می‌دهیم که برهمکنش‌های کاتیون - آنیون قوی در طیف گسترده‌ای از مخلوط مایع لیتیوم - نمک / یونی منجر به یک شماره انتقال منفی لیتیوم، با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی و نظریه راه‌حل متمرکز شدید می‌شود. این رفتار اساسا از این که با استفاده از تجزیه و تحلیل ضریب انتشار به دست می‌آید، انحراف دارد و به خوبی نشان می‌دهد که اندازه‌گیری‌های resonance مغناطیسی هسته‌ای که برای همبستگی یونی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ما این یافته‌ها را به چندین ترکیب مایع یونی تعمیم می‌دهیم. ما درجه هماهنگی یونی فضایی را با استفاده از تجزیه خوشه‌ای تک پیوندی بررسی می‌کنیم، که خوشه anion - کاتیون asymmetrical را آشکار می‌کند. ما روشی را برای محاسبه بار موثر لیتیوم فرمول‌بندی می‌کنیم و نشان می‌دهیم که خوشه‌های حاوی لیتیوم دارای بار منفی بر روی طیف وسیعی از ترکیب و غلظت هستند. این یافته تلویحات مهمی برای عملکرد کلی سلول‌های باتری براساس الکترولیت‌های مایع یونی دارد. همچنین یک دستورالعمل پیش‌بینی دقیق و پروتکل طراحی برای بهینه‌سازی خواص انتقال در الکترولیت بسیار هم‌بسته بعدی فراهم می‌کند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.