13C-NMR研究LiClO4在PC+DMF混合溶剂中的优先溶剂化

锂盐 碳酸丙烯脂(PC) N, N -二甲基甲酰胺 (DMF) 混合物是锂电池电解液的重要模拟体系.在前期工作中[1～2],我们研究了该电解质溶液体系的某些宏观物理化学性质.根据所得到的实验结果,分析了Li 在PC DMF混合溶剂中的溶剂化行为.但是宏观的研究方法很难对离子与溶剂之间的相互作用给出确切的描述.     

锂电池电解质溶液的体积性质研究 I.锂盐+PC+共溶剂

有机电液的选择和优化是开发锂电池的关键技术之一 ,而了解电解液中微观粒子间的相互作用是从根本上解决这一问题的基础 .体积性质是溶液研究中十分敏感和精确的方法 ,对理解锂电池电解质溶液中微观离子的相互作用具有重要意义 .本文研究了在 2 98.1 5Ｋ ,锂盐 (ＬｉＣｌＯ4和ＬｉＢｒ)在碳酸丙烯脂 (ＰＣ) +共溶剂 (Ｎ ,Ｎ二甲基甲酰胺 (ＤＭＦ) ,乙腈 (ＡＮ) ,四氢呋喃 (ＴＨＦ)和甲酸甲脂 (ＭＦ) )的混合溶剂中的体积行为 ,根据定标粒子理论[1 ] 计算了电解质与溶剂的相互作用体积 ,分析了电解质—溶剂相互作用的体积效应 ,并应用离子的…     

~(13)C-NMR研究LiClO_4在PC+AN混合溶剂中的溶剂化

锂盐＋碳酸丙烯脂（PC）＋乙腈（AN）混合物是锂电池电解液的重要模拟体系．本文采用了^13C—NMR光谱技术研究了LiClO4在PC＋AN混合溶剂中的溶剂化作用，根据溶剂分子中碳原子的化学位移随锂盐浓度以及溶剂组成的变化关系确定了与Li^＋直接配位的溶剂分子上的原子，定量计算了Li^＋第一溶剂化壳层中溶剂分子的分配情况，深入认识了体系中离子与分子溶剂相互作用的微观本质，从而为热力学性质和传输性质的解释提供依据．     

离子在PC+AN混合溶剂中的体积行为研究

在锂电池电解质溶液研究中,人们所关心的主要问题是Li^ 在有机溶剂中的存在状态以及它与溶剂分子间的相互作用情况．前期工作我们重点研究了锂盐在碳酸丙烯酯(PC) 乙腈(AN)混合溶剂中的标准偏摩尔体积,为了进一步讨论离子与溶剂的相互作用,必须由电解质的标准偏摩尔体积得到Li^ 及对应阴离     

离子在PC+DMF混合溶剂中的粘度行为研究

粘度是物质的传输性质 ,是“动态”性质 ,从溶液的粘度数据可以获得溶质对溶剂结构影响的信息 ,揭示溶液中溶质和溶剂的相互作用 ,对认识锂电池电解质溶液中离子溶剂化和离子缔合具有重要意义 .本文在2 98.15Ｋ ,研究了一系列溴化四烷基铵盐 (溴化四乙基铵、溴化四丙基铵、溴化四丁基铵和溴化四己基铵 )在碳酸丙烯脂 (ＰＣ) +Ｎ ,Ｎ二甲基甲酰胺 (ＤＭＦ)混合溶剂中的粘度行为 ,并在前期工作的基础上 ,利用外推拆分方法[1] 分别计算得到Ｌｉ+,Ｅｔ4 Ｎ+,Ｐｒ4 Ｎ+,Ｂｕ4 Ｎ+,Ｈｅｘ4 Ｎ+和相应阴离子的粘度Ｂ系数和流动活化自由能 .据此讨论…     

锂电池电解质溶液中离子-溶剂和离子-离子相互作用的谱学研究 Ⅶ.LiBF4/γ-丁内酯

锂电池电解质溶液对锂电池的循环效率、工作电压、操作温度和使用寿命等有着重要的影响,是锂电池开发的关键技术之一[1].LiBF4是目前锂电池液体电解质的常用盐类,其与有机溶剂的相互作用和正负离子间的缔合必然对锂电池液体电解质的性质产生显著影响.本文利用红外、拉曼光谱技术, 研究了不同浓度下LiBF4/γ-丁内酯溶液中的离子缔合和离子溶剂化,并运用量子化学计算了离子对的构型.     

Na+在基于乙腈混合溶剂中的优先溶剂化

四氟硼酸盐与有机溶剂形成的高浓度电解质溶液已广泛应用于锂电池、高能核材料、有机合成等领域．光谱技术可以通过谱带的变化从分子层次研究溶液中离子-离子、离子-分子的相互作用,成为探讨溶液结构的有效方法之一．本利用拉曼光谱技术研究了NaBF4在基于乙腈(AN)的二元混合溶液中的优先溶剂化现象,并根据量子化学的计算结果和授体数的大小进行了解释．     

锂电池电解质溶液中离子-溶剂分子和离子-离子相互作用的谱学研究IV.PC+DEC体系

电解质溶液是锂电池重要组成部分之一,其性能决定着电池表现的好坏[1].而电解质溶液的物理化学性质是溶液中离子-分子和离子-离子相互作用的宏观体现,对于这些相互作用规律的深入研究具有重要的学术和应用价值.光谱技术是从分子层次考察分子间相互作用的有效手段之一,我们运用振动光谱技术已研究了高氯酸锂/碳酸丙烯酯(PC)[2]电解质溶液中的离子溶剂化和离子缔合.作为系列工作中的继续和深入,本文我们报道高氯酸锂在碳酸丙烯酯-碳酸二乙酯(DEC)二元混合溶剂中的相互作用.     

离子在PC+DMF混合溶剂中的体积行为研究

体积性质具有在几何上可视化和实验容易精确测定等优点 ,作为重要的热力学性质 ,电解质的极限偏摩尔体积与离子大小、电荷数、温度、溶剂的性质等因素有关 ,也与溶液的电导、粘度等性质有一定的联系 ,因而对锂电池充放电循环过程中电极的行为产生重要的影响。本文在 2 98.1 5 K,研究了一系列溴化四烷基铵盐 (溴化四乙基铵、溴化四丙基铵、溴化四丁基铵和溴化四己基铵 )在碳酸丙烯脂 ( PC) + N,N二甲基甲酰胺 ( DMF)混合溶剂中的体积行为 ,并在前期工作[1] 的基础上 ,利用 Conway外推拆分方法分别计算得到 Li+ ,Et4 N+ ,Pr4 N+ ,Bu4 N…     

锂电池电解质溶液中离子—溶剂分子和离子—离子相互作用的谱学研究：Ⅳ.PC＋DEC

电解质溶液是锂电池重要组成部分之一,其性能决定着电池表现的好坏[1].而电解质溶液的物理化学性质是溶液中离子-分子和离子-离子相互作用的宏观体现,对于这些相互作用规律的深入研究具有重要的学术和应用价值.光谱技术是从分子层次考察分子间相互作用的有效手段之一,我们运用振动光谱技术已研究了高氯酸锂/碳酸丙烯酯(PC)[2]电解质溶液中的离子溶剂化和离子缔合.作为系列工作中的继续和深入,本文我们报道高氯酸锂在碳酸丙烯酯-碳酸二乙酯(DEC)二元混合溶剂中的相互作用.     

体积、粘度和核磁共振方法研究离子在PC+THF混合溶剂中的溶剂化行为

锂电池电解质溶液的性质是溶液中离子-溶剂和离子-离子等复杂相互作用的宏观体现,这些微观相互作用是决定电液乃至电池性能的根本原因[1].     

共溶剂对石墨电极界面SEI膜成膜机制和膜性能的影响

在锂离子电池负极材料中 ,石墨类炭材料具有优良的嵌脱锂性能、充放电电位平台低且平稳、循环性能稳定等突出优点 ,仍然是目前锂离子电池的首选负极材料 .本文选用具有良好贮锂结构的人工石墨为研究对象 ,组配了 6种常用的电解液体系 ,考察了石墨电极在不同化学组成的液体非水电解质体系中的电化学嵌脱锂性能 ,确定了电极界面SEI膜的化学组成 ,探讨了共溶剂对电极界面SEI膜成膜机制和膜性能的影响 .以碳酸乙烯酯 (EC)为主体溶剂 ,分别与共溶剂组分二甲基碳酸酯 (DMC)、二乙基碳酸酯 (DEC)、二甲氧基乙烷 (DME)按1∶1混合 ,使用无水L…     

四苯硼钠、四丁基溴化铵和溴化钠在二肽-水混合溶剂中的电导性质

采用电导法测定了298.15 K时四苯硼钠(NaBPh4)、四丁基溴化铵(NBu4 Br)和溴化钠(NaBr)在二肽-水混合溶剂中的电导率,进而计算得到了3种电解质在这些体系中的极限摩尔电导率及其组成离子的极限摩尔电导率、归一化walden值R和Stokes半径.结果表明,3种电解质在二肽一水混合溶剂中的极限摩尔电导率随二肽-水溶液中肽浓度的增加而减小,这是由混合溶剂微观黏度的增加和电解质被肽优先溶剂化引起的.在结构性强的肽水溶液中,结构破坏性离子Na+和Br-比结构促进性离子BPh-4和NBu4+有较大的R值,且Na+和Br-的stokes半径随肽浓度的增加而增大的幅度较小,说明在二肽-水混合溶剂中,BP4-和NB4+被溶剂化的程度更大,离子在溶剂中的行为主要受溶剂结构因素的影响.     

锂电池电解质溶液中离子-溶剂和离子-离子相互作用的谱学研究VI. 锂离子在碳酸丙烯酯中溶剂化数的计算

锂离子在锂电池电解质溶液中的溶剂化结构对于锂离子在电极上的嵌入具有重要的影响 .振动光谱技术不仅可以从溶剂分子的光谱变化得出有关离子—溶剂相互作用的信息 ,还可以计算溶剂化层内溶剂分子的数目 ,即溶剂化数 (ｓｏｌｖａｔｉｏｎｎｕｍｂｅｒ) .1　实　验本实验所用ＬｉＣｌＯ4 和碳酸丙烯酯 (ＰＣ)均按标准方法提纯 ,红外光谱由美国Ｂｉｏ ＲａｄＦＴ4 0红外光谱仪测定 .实验数据处理使用Ｗｉｎ ＩＲ软件进行 ,谱带拟合选用Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｌｏｒｅｎｔｚｉａｎ函数 .2　结果与讨论当在ＰＣ中加入高氯酸锂后 ,由于锂离子与ＰＣ的…     

锂电池电解质溶液中离子-溶剂分子和离子-离子相互作用的谱学研究Ⅲ. LiClO4/PC-DMF体系

锂电池电解质溶液的性质对锂电池的性能具有重要的作用。本文在较宽的浓度范围内 ,利用红外和拉曼技术从分子水平的层次研究了 Li Cl O4/PC-DMF溶液中的离子溶剂化状况。其中碳酸丙烯脂 ( PC)和二甲基甲酰胺 ( DMF)都具有较高的介电常数 ,但前者具有较大的粘度 ,后者的粘度较小 ,二者的混合物对锂电池的开发具有一定的实际应用价值[1 ] 。实验所用 Li Cl O4、PC和 DMF均为分析纯 ,按照标准方法提纯。拉曼光谱和红外光谱分别在法国 Jobin-Yvon U1 0 0 0拉曼光谱仪和美国 Bio-Rad FT4 0红外光谱仪上测定。实验方法同前文[2 ] 。根…     

锂电池电解质溶液中离子-溶剂和离子-离子相互作用的谱学研究VII.LiBF_4/γ-丁内酯

锂电池电解质溶液对锂电池的循环效率、工作电压、操作温度和使用寿命等有着重要的影响 ,是锂电池开发的关键技术之一[1] .ＬｉＢＦ4 是目前锂电池液体电解质的常用盐类 ,其与有机溶剂的相互作用和正负离子间的缔合必然对锂电池液体电解质的性质产生显著影响 .本文利用红外、拉曼光谱技术 ,研究了不同浓度下ＬｉＢＦ4 /γ -丁内酯溶液中的离子缔合和离子溶剂化 ,并运用量子化学计算了离子对的构型 .实验所用ＬｉＢＦ4 和γ -丁内酯 (ＢＬ)均按标准方法提纯 ,拉曼和红外光谱分别在美国ＮｉｃｏｌｅｔＦＴ -ＮＥＸＵＳ红外和拉曼光谱仪上测定 …     

氯化锌在水和乙醇混合溶剂溶液中热力学性质的研究

改变乙醇在混合溶剂中质量分数(x=0%,5%,15%)的条件下,测定了无液接电池(A)和电池(B)的电动势,确定了AgCl-Ag电极和Zn电极及其电极对在溶液中的标准电动势,计算ZnCl2在混合电解质溶液中的热力学迁移性质和平均活度系数r±.     

ZnCl_2在混合溶剂(乙醇-水)中的热力学性质

应用锌电极和Ag-AgCl电极组成可逆电池,通过测定电池的电动势,应用Nernst 方程和Debye-Hückel极限公式,求得不同温度下ZnCl2在混合溶剂(乙醇-水)中的平均离子活度系数,计算ZnCl2在混合溶剂中的相对偏摩尔自由能,并据电解质溶液的溶剂化理论对ZnCl2的平均离子活度系数及相对偏摩尔自由能的变化规律进行了初步的讨论.     

CuCl2在混合溶剂(DMF-H2O)中的热力学性质

利用铜电极和Ag-AgCl电极组成可逆电池,通过测定电池的电动势,应用Nernst方程和Debye-Hückel公式,求得不同温度下CuCl₂在混合溶剂(DMF-H₂O)中的平均离子活度系数,计算CuCl₂在混合溶剂中的相对偏摩尔自由能,并根据电解质溶液的溶剂化理论,对CuCl₂的平均离子活度系数及相对偏摩尔自由能的变化规律进行了讨论.     

混和溶剂的性质对Fe~2与trans-[CoCl_2(NH_3)_4]反应机理的影响

在H_2O—DMF(二甲基甲酰胺),H_2O—HMPA(六甲基磷酰三氨),H_2O—THF(四氢呋喃),H_2O—1.4Dioxane(1.4二氧六坏)和H_2O—DMSO(二甲亚矾)等混合溶剂中,trans—[CoCl_2(NH_3)_4]~+和Fe~(2+)还原反应,在15—35℃范围造行研究,实验表明:X_(DMSO)=0.3,X_(DMF)=0.25,X_(HMPA)=0.14,XD_(Di)=0.12时,反应速度有明显变化。在H_2O—DMSO混和溶剂中进行Fe与tfans—(CoCl_2(NH_)_4)~+反应时,已经显现出了溶剂会合体对被研究反应动力学性质的显着影响。本文的目的是:在可能形成溶剂会合体的更多混合溶剂中,进行上述同一被研究反应,在更大范围内探讨溶剂会合体,混合溶剂中非水溶剂组分和反应物离子的溶剂化作用等对被研究反应动力学性质的影响。被研究反应: Fe~++trans—[CoCl_2(NH_3)_4)~++4H~+—→Fe~(3+)+Co~(2+)+2Cl~-+4NH_4~+ 所选用溶剂: DMF—H_2O,HMPA—H_2O,THF—H_2O,Dioxane—H_2O