Ionic Associations and Hydration in the Electrical Double Layer of Water-in-Salt Electrolytes
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Water-in-Salt-Electrolytes (WiSEs) are an exciting class of concentrated electrolytes finding applications in energy storage devices because of their expanded electrochemical stability window, good conductivity and cation transference number, and fire-extinguishing properties. These distinct properties are thought to originate from the presence of an anion-dominated ionic network and interpenetrating water channels for cation transport, which indicates that associations in WiSEs are crucial to understanding their properties. Currently, associations have mainly been investigated in the bulk, while little attention has been given to the electrolyte structure near electrified interfaces. Here, we develop a theory for the electrical double layer (EDL) of WiSEs, where we consistently account for the thermoreversible associations of species into Cayley tree aggregates. The theory predicts an asymmetric structure of the EDL. At negative voltages, hydrated Li + dominates, and cluster aggregation is initially slightly enhanced before disintegration at larger voltages. At positive voltages, when compared to the bulk, clusters are strictly diminished. Performing atomistic molecular dynamics (MD) simulations of the EDL of WiSE provides EDL data for validation and bulk data for parametrization of our theory. Validating the predictions of our theory against MD showed good qualitative agreement. Furthermore, we performed electrochemical impedance measurements to determine the differential capacitance of the studied LiTFSI WiSE and also found reasonable agreement with our theory. Overall, the developed approach can be used to investigate ionic aggregation and solvation effects in the EDL, which, among other properties, can be used to understand the precursors for solid-electrolyte interphase formation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».