Sodium diffusion in ionic liquid-based electrolytes for Na-ion batteries: the effect of polarizable force fields

文献情報

出版日 2020-08-14
DOI 10.1039/D0CP02760J
インパクトファクター 3.676
著者

Jocasta Avila, Kateryna Goloviznina, Claudio Gerbaldi, Michele Pavone, Margarida F. Costa Gomes, Agilio A. H. Padua


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要旨

Understanding the transport of sodium ions in ionic liquids is key to designing novel electrolyte materials for sodium-ion batteries. In this work, we combine molecular dynamics simulation and experiments to study how molecular interactions and local ordering affect relevant physico-chemical properties. Ionic transport and local solvation environments are investigated in electrolytes composed of sodium bis(fluorosulfonyl)imide, (Na[FSI]), in N,N-methylpropylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)imide, [C3C1pyr][FSI], at different salt concentrations. The electrolyte systems are modelled by means of molecular dynamic simulations using a polarizable force field. We show that including polarization effects explicitly in the molecular simulations is required in order to attain a reliable description of the transport properties of sodium in the [C3C1pyr][FSI] electrolyte. The validation of the computational results upon comparison with experimental data allows us to assess the suitability of polarizable force fields in describing and interpreting the structure and dynamics of the sodium salt–ionic liquid system, which is essential to enable the application of IL-based electrolytes in novel energy-storage technologies.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

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