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PEO與絡合的鋰鹽 LiTFSI的構象及其隨壓力的變化規律

2021-06-20 22:10:53 HeYan 271

2(a)~(b)為退火后 2 ns 動力學過程的能量和溫度平衡模擬結果。在 NPT 系綜下 2 ns,壓力為 0,動力學平衡后,PEO/ LITFSI 體系的總能量和溫度并未發生明顯的波動,可以認為 PEO/ LITFSI 結構模型體系在此退火模擬和動力學平衡條件下總能量和溫度均達到收斂,滿足分子動力學的計算要求。據文獻報道,PEO/ LITFSI 中 Li+電導率在模擬溫度為393 K 時與室溫下實驗值一致。因此,為闡述壓力對 PEO/ LITFSI 的模型構型影響,我們在 NPT 系綜下對 PEO/ LITFSI 體系分別施加 0 MPa、50 MPa、100 MPa、150 MPa 壓力,溫度為 393 K 下進行動力學模擬。圖 2(c)表示為不同壓力下 PEO 聚合物鏈的構型的變化情況。隨著壓力的增加(0~150 MPa),PEO 聚合物鏈的迴轉半徑逐漸減小。另外,從其微觀構象顯示,壓力的增加導致了 PEO 鏈扭曲和折疊,這將不利于 Li+的傳輸。圖 2(d)為 0 Mpa 壓力下,鋰鹽濃度與 PEO 聚合物鏈迴轉半徑的變化關系。可以看出,隨著鋰鹽 LITFSI 濃度的增加,PEO聚合物鏈的迴轉半徑也將逐漸減小。這一結果表明, LITFSI 濃度的增加,使得其與 PEO 結合更加緊密,并且 PEO 聚合物鏈變得更加扭曲。因此,我們進一步對壓力作用下鋰鹽 LITFSI 與 PEO 聚合物鏈之間的微觀作用機制進行探討。

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