锂/锂+在吡咯烷基离子液体中的平衡电位

平衡电位是电化学系统中的基本参数，决定了反应的热力学和动力学，涉及诸多应用，包括能量存储和其他电化学过程。在可充电电池中，锂/锂+的平衡电位反映了电解质中锂离子的化学势，对于锂金属沉积和溶解的可逆性起着至关重要的作用。这突显了理解平衡电位在替代系统（如离子液体）中的重要性，离子液体因其宽广的电化学窗口和可调节性质而成为有前景的电解质。然而，关于离子液体中细微阳离子结构变化如何影响锂/锂+电位的系统研究仍然很少。本文研究了一系列由吡咯烷阳离子和双（三氟甲磺酰）氨（TFSA）阴离子组成的离子液体中的锂/锂+平衡电位。我们显示测得的锂/锂+准平衡电位表现出明确的结构-性质关系：较长的烷基侧链使电位向正方向偏移，而醚功能化侧链则使其向负方向偏移。分子动力学模拟表明，离子液体中形成的LiTFSA簇的比例与观察到的电位之间存在相关性。还通过使用考虑游离TFSA–活性的Nernst方程分析了锂/锂+平衡电位，为阳离子结构变化引起的电位差提供了热力学依据。这些发现强调了阳离子设计在调节锂/锂+平衡电位方面的重要性，为定制基于离子液体的电解质用于电池和其他电化学应用提供了见解。