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- Title
A partial-molar volume study of electrolytes in propylene carbonate-based lithium battery electrolyte solutions at 298.15 K.
- Authors
Wang, Jianji; Zhao, Yang; Zhuo, Kelei; Lin, Ruisen
- Abstract
Apparent molar volumes (V[sub <font size="-1">2, <font face="symbol">f</font></font>] ) and standard partial-molar volumes (<em>V</em><font size="-1">[sub 2] [sup 0] [sub , <font face="symbol">f</font>] </font> ) of LiClO[sub 4] and LiBr at 298.15 K have been determined from precise density measurements in solvent mixtures of propylene carbonate (PC) with dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), acetonitrile (AN), and methyl formate (MF). The scaled particle theory is used to calculate the contributions of the cavity formation and the electrolyte-solvent interactions to the standard partial-molar volumes. It is shown that <em>V</em><font size="-1">[sub 2] [sup 0] [sub , <font face="symbol">f</font>] </font> is strongly dependent on the nature of the solvents, and the trends in <em>V</em><font size="-1">[sub 2] [sup 0] [sub , <font face="symbol">f</font>] </font> with composition of the solvent mixtures are determined by the interaction volumes of electrolytes with solvents. The results are discussed in terms of ionic preferential solvation, packing effect of solvents in the solvation shell, and electrostriction of solvents by ion.Key words: partial-molar volume, scaled particle theory, lithium salts, propylene carbonate, solvent mixtures, lithium battery electrolytes.En se basant sur des mesures précises de densité dans des mélanges de solvants de carbonate de propylène (PC) avec du diméthylformamide (DMF), du tétrahydrofurane (THF), de l'acétonitrile (AN) et de formiate de méthyle (MF), on a déterminé les volumes molaires apparents (<em>V</em>[sub <font size="-1">2, <font face="symbol">f</font></font>] ) et les volumes molaires partiels standards, (<em>V</em><font size="-1">[sub 2] [sup 0] [sub , <font face="symbol">f</font>] </font> ) du LiClO[sub 4] et du LiBr, à 298,15 K. On a utilisé la théorie de la particule pour calculer les contributions de la formation de la cavité et de l'interaction de l'électrolyte-solvant aux volumes molaires partiels standards. On a démontré que la valeur de <em>V</em><font size="-1">[sub 2] [sup 0] [sub , <font face="symbol">f</font>] </font> , dépend fortement de la nature des solvants et les tendances dans les valeurs de <em>V</em><font size="-1">[sub 2] [sup 0] [sub , <font face="symbol">f</font>] </font> avec la composition des mélanges de solvant sont déterminées ceux qui sont présents dans les volumes d'interaction des électrolytes avec les solvants. On discute des résultats sur la base de la solvatation ionique préférencielle, de l'effet du tassement des solvants dans la couche de solvatation et de l'électrostriction des solvants par l'ion.Mots clés : volume molaire partiel, théorie de la particule scalaire, sels de lithium, carbonate de propylène, mélanges de solvants, électrolytes de piles au lithium.[Traduit par la Rédaction]
- Subjects
MOLECULAR volume; SOLVENTS; MIXTURES; PROPYLENE carbonate; DIMETHYLFORMAMIDE
- Publication
Canadian Journal of Chemistry, 2002, Vol 80, Issue 7, p753
- ISSN
0008-4042
- Publication type
Article
- DOI
10.1139/v02-092