Solvation structure around the Li+ ion in succinonitrile–lithium salt plastic crystalline electrolytes

文献情報

出版日 2016-05-11
DOI 10.1039/C6CP02878K
インパクトファクター 3.676
著者

Gang-Hua Deng, Chuanqi Ge, Yuhuan Tian, Guorong Wu, Xueming Yang, Junrong Zheng, Kaijun Yuan


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要旨

Herein, we discuss the study of solvation dynamics of lithium–succinonitrile (SN) plastic crystalline electrolytes by ultrafast vibrational spectroscopy. The infrared absorption spectra indicated that the CN stretch of the Li+ bound and unbound succinonitrile molecules in a same solution have distinct vibrational frequencies (2276 cm−1vs. 2253 cm−1). The frequency difference allowed us to measure the rotation decay times of solvent molecules bound and unbound to Li+ ion. The Li+ coordination number of the Li+–SN complex was found to be 2 in the plastic crystal phase (22 °C) and 2.5–3 in the liquid phase (80 °C), which is independent of the concentration (from 0.05 mol kg−1 to 2 mol kg−1). The solvation structures along with DFT calculations of the Li+–SN complex have been discussed. In addition, the dissociation percentage of lithium salt was also determined. In 0.5 mol kg−1 LiBF4–SN solutions at 80 °C, 60% ± 10% of the salt dissociates into Li+, which is bound by 2 or 3 solvent molecules. In the 0.5 mol kg−1 LiClO4–SN solutions at 80 °C, the salt dissociation ratio can be up to 90% ± 10%.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

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