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瞧一瞧:新研究揭示水系锂离子电池中的离子传输机制

发布时间:2022-04-07 19:46:52 阅读: 来源:滚筒厂家

盖世汽车讯锂离子电池中的有电机解质具有易燃性,易引发火灾事故。人们1直致力于以水基电解质为更安全的替换品。但是,水份子在电池内被电解成氢和氧,会引发诸多问题,如效力低、器件寿命短和安全问题,从而阻碍这1进程。

(图片来源:IBS)

为了抑制产生没必要要的水电解,需要在水性锂离子电池中以极高的浓度将盐溶解。这些养殖场遇到强拆该怎么办
电解质中盐的体积和重量都高于水,被称为盐包水电解质(WiSE)。这类电解质的粘度非常高,理论上会阻碍锂离子传输。传统理论预测,水-电解质体系将在这类超浓缩环境中以均匀混合物的情势存在。换句话说,所有的水份子都应当与离子相互作用,从而完全破坏水份子之间的氢键。

但是,在这些高粘度WiSE电解质中,锂离子的传输速度常常出人意料地快。之前的研究通过拉曼光谱和份子动力学(MD)摹拟进行视察,发现在这些超浓电解质中,孤立的水份子被离子完全包围,从而阐明WiSE中的水份子具有扩大电化学稳定窗口。但这还不足以解释WiSE中锂离子的快速传输现象。

据外媒报导,最近,韩国基础科学研究所(IBS)的份子光谱和动力学中心(CMSD)和大邱庆北科学技术院(拆迁房装修补偿标准
DGIST)的研究团队发现,水动力学与锂离子传输之间具有关联性。研究人员使用偏振选择性红外泵探光谱(IR-pp)和介电弛豫光谱(DRS),视察超浓盐溶液中的水份子。

IR-pp是1种时间分辨非线性光谱,能够检测单个水份子的振动和旋转动力学(rotationaldynamics),可用于肯定其氢键火伴。同时,作为补充工具,DRS可以丈量电解强拆他人违建房屋什么罪
质中化学物资的浓度,帮助肯定溶液的整体性质。

通过这些技术,研究小组视察到,WiSE中的大量块状水(bulk-likewater)表现出纯水的特性。这意味着即便在超高盐浓度(28m)下,仍有大量水份子的“口袋”与其他水份子构成氢键,这表明在纳米尺度上溶剂化结构的不均匀性。另外,事实证明,块状水的旋转动力学比阴离子束缚水更快。通过些视察,可以肯定相对高粘度的超浓水电解质锂离子快速传输的缘由。

研究人员强调,这是首例解释从份子水平视察超浓水电解质中水份子动力学的案例。IR-pp具有根据水份子的氢键火伴辨别和视察水份子的能力,所以可能做到这1点。CMSD负责人CHOMinHaeng教授表示:“在锂离子传输机制中,水发挥了重要作用,而不单单是超浓水电解质中的溶解盐。本项研究有望为开发其他能在份子水平上增进锂离子传输的超浓电解质提供设计原理。”

(张泓杨)

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