基于 ZnCl2 的深共晶溶剂中的转动动力学、离子电导与玻璃形成

玻璃形成与重取向运动在低共熔溶剂中广泛存在但常被忽视，尽管二者均可能与室温下具有技术重要性的离子电导相关。本文中，我们研究了乙二醇与 ZnCl2 的两种混合物，它们近期被视为锌离子电池中优异的电解质材料。为此，我们采用了在宽温域内进行的介电谱测量，范围从低温下的过冷态一直延伸到室温附近的液相及更高温度。我们发现了一个源于偶极重取向动力学的弛豫过程的证据，其呈现出明显的玻璃化冻结特征。这种冻结也支配着离子直流导电性的温度依赖关系。我们将所得结果与由相同氢键供体乙二醇但由两种不同盐——氯化胆碱与三氟甲磺酸锂——形成的深共晶溶剂的结果进行比较。这四种材料展现出显著不同的离子与重取向动力学。此外，我们发现转动偶极与平动离子运动的解耦程度各异，其中部分可用分数 Debye-Stokes-Einstein 关系描述。这些溶剂典型的玻璃形成特性强烈影响其室温电导。