一类基于离子液晶的固态电解质的结构与离子扩散建模
材料科学
2024-02-29 v2 软凝聚态物质
摘要
下一代高效锂离子电池需要一种既安全又热稳定的电解质。高性能全固态锂离子电池的一种可能选择是液晶，其具有介于结晶固体与各向同性液体之间的性质。通过采用分子动力学模拟以及各种实验技术，我们设计并分析了一种由刚性萘基介晶单元接枝到不同长度柔性烷基链上构成的新型液晶电解质。我们合成了纯度为 99% 的新型高度有序层状相液晶电解质，并评估了烷基链长度变化对离子传导的影响。我们发现液晶电解质的电导率直接依赖于分子自组织形成的纳米通道的扩展程度，而后者本身非单调地依赖于烷基链的尺寸。此外，我们表明液晶分子的阴离子中心与 Li+ 离子之间的离子对相互作用在整体电导率中起着关键作用。基于我们的结果，我们建议有可能进一步改善离子电导率性能，使这类新型液晶电解质成为设计全固态 Li+ 离子电池的一种有前景的选择。
引用
@article{arxiv.2302.03639,
title = {Modelling structure and ionic diffusion in a class of ionic liquid crystal-based solid electrolytes},
author = {Md Sharif Khan and Ambroise Van Roekeghem and Stefano Mossa and Flavien Ivol and Laurent Bernard and Lionel Picard and Natalio Mingo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.03639},
year = {2024}
}