阴离子对碳酸乙烯酯溶液中锂离子配位结构的影响
化学物理
2016-09-01 v1 材料科学
摘要
可充电锂离子电池是多种应用领域中极具吸引力的替代电源。为优化其性能，全面描述电解质中离子的溶剂化性质至关重要。然而，目前对非水碳酸酯电解质中锂离子溶剂化结构在纳米尺度上的全面理解仍不清晰。我们利用飞秒振动光谱技术，测量了不同浓度的 LiBF4、LiPF6 和 LiClO4 碳酸乙烯酯溶液中，与锂离子结合和未结合的碳酸乙烯酯分子 CO 伸缩振动的取向相关时间。令人惊讶的是，在所有浓度高于 0.5 M 的溶液中，我们发现锂离子第一溶剂化层中碳酸乙烯酯的配位数仅为二。密度泛函理论计算表明，第一配位层中阴离子的存在改变了普遍接受的四面体配合物结构，仅允许两个碳酸乙烯酯分子直接与锂离子配位。据我们所知，我们的结果首次证明了阴离子对锂离子第一溶剂化层整体结构的影响。这种阳离子/溶剂/阴离子配合物的形成，为高浓度下锂/碳酸酯电解质溶液离子电导率的下降提供了合理的解释。
引用
@article{arxiv.1608.08003,
title = {The Anion Effect on Li+ Ion Coordination Structure in Ethylene Carbonate Solutions},
author = {Bo Jiang and Veerapandian Ponnuchamy and Yuneng Shen and Xueming Yang and Kaijun Yuan and Valentina Vetere and Stefano Mossa and Ioannis Skarmoutsos and Yufan Zhang and Junrong Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.08003},
year = {2016}
}