基于金屬離子的有機(jī)電解質(zhì)的基本特性分子動(dòng)力學(xué)模擬研究.pdf

1、能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是全世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和支撐。在傳統(tǒng)不可再生化石能源日趨枯竭的今天，隨著諸如風(fēng)能、太陽能等可再生清潔能源以及新能源汽車等對新型儲(chǔ)能裝置的需求，超級電容器的開發(fā)變得越發(fā)重要。運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法，本文深入研究了微納米尺度下的超級電容器中基于金屬離子的有機(jī)電解液的基本特性，并對碳基超級電容器中的正負(fù)電極電容不平衡現(xiàn)象進(jìn)行了深入的理解和闡釋。
　　本文首先分別模擬了0.1-1.5 mol

2、/L濃度下以乙腈（AN）和碳酸丙烯酯（PC）為溶液，以[Li][PF6]、[Na][PF6]、[K][PF6]和[TEA][BF4]為電解質(zhì)鹽的多個(gè)體系。之后采用自主開發(fā)的后處理程序，針對模擬穩(wěn)定后的軌跡文件進(jìn)行后處理分析，得到了諸如徑向分布函數(shù)（RDF）、擴(kuò)散系數(shù)以及溶劑化離子的脫溶劑化能量等描述離子溶劑化尺寸、擴(kuò)散等相關(guān)重要基本特性的結(jié)果。除此之外，針對碳基超級電容器中的正負(fù)電極電容不平衡現(xiàn)象，運(yùn)用上述部分模擬結(jié)果，與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，從

3、電解質(zhì)中溶劑化離子的尺寸、擴(kuò)散和脫溶劑化三個(gè)方面著手，深入比較了[Li][PF6]/PC和[TEA][BF4]/PC兩種有機(jī)電解質(zhì)的不同表現(xiàn)，詳細(xì)闡釋了超級電容器中的正負(fù)電極電容不平衡現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)理。
　　本文的研究，得到金屬離子有機(jī)電解液中實(shí)驗(yàn)很難測量的諸如離子溶劑化半徑、擴(kuò)散系數(shù)、脫溶劑化能量等重要基本特性，拓展了基于金屬離子的AN和PC有機(jī)電解液的相關(guān)研究。同時(shí)揭示了碳基超級電容器中平衡正負(fù)電極電容不平衡現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)理，為平