Li-KCl熔融界面上离子扩散的分子动力学研究

• 作者: 李剑锋 段晓惠 祝文军 谭学蓉
• 来源期刊: 化学研究与应用
• 学科: 化学
• 关键词: 热电池 分子动力学 Li-KCl界面 MSD VACF 扩散系数D 电导率σ
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 546-551
• 分类号: O647
• 字数: 4887字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-1656.2012.04.010

摘要

采用分子动力学(MD)方法研究了熔融Li(电极)-KCl(电解质)界面上离子的扩散行为.熔融界面上离子的扩散动力学通过离子质心的均方位移(MSD)和速度自相关函数(VACF)进行研究,扩散系数由MSD(t)函数线性区间的斜率和VACF(t)函数积分得到.模拟结果表明,在熔融的Li-KCl界面上,Li+离子在浓度梯度的驱动下穿过界面发生定向迁移,导致双电层的形成和外电路上电流的输出.Li+离子的扩散系数比K+和Cl-离子的大7～8倍,说明在界面上Li+离子是主要的载荷子,热电池的电荷传输机制主要与Li+离子的扩散运动有关.由Nemst-Einstein公式对电导率进行估算,由扩散到KCl层中的Li+离子产生的电导率约为0.4 S·cm-2,对应的电流密度估算值为3.27×105 A-cm-2.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	段晓惠	西南科技大学材料科学与工程学院	22	138	6.0	11.0
2	谭学蓉	西南科技大学材料科学与工程学院	2	7	2.0	2.0
3	李剑锋	中国工程物理研究院流体物理研究所	2	11	2.0	2.0
4	祝文军	西南科技大学材料科学与工程学院	1	2	1.0	1.0