张强Angew：阐明液体电解质中介电常数的化学起源和变化

Nanoyu

2021-07-06

介电常数是调节溶质-溶剂相互作用和溶剂化微观结构的重要物理化学性质。

近日，清华大学张强教授，Xiang Chen报道了通过分子动力学（MD）模拟对液体电解质的介电常数进行了全面的研究，以深入了解溶液的介电常数，包括其原子起源和变化。

文章要点

1）温度和电解质组成是决定溶液介电常数的两个关键因素。介电常数随着温度的升高而降低，这是由于高温下分子的剧烈运动以及它们克服分子间偶极-偶极相互作用的能力增强所致。研究发现，具有弱分子相互作用和强分子相互作用的溶剂混合物的介电常数分别呈线性和多项式变化。

2）研究人员详细探讨了高浓度和局域高浓度电解质在高能密度LBs中的重要应用。在这些电解质中，离子不仅对介电常数有贡献，而且由于溶剂化壳层的形成而改变了溶剂分子的排列。研究人员得到了介电常数和锂盐浓度之间的火山图。此外，稀释剂的存在会提高介电常数。

这项工作不仅为研究介电常数随温度和电解质组成的变化提供了原子的视角，而且为研究介电常数并进一步建立相应的电解质数据库提供了一种高通量的方法。

参考文献

Nan Yao, et al, An Atomic Insight into the Chemical Origin and Variation of Dielectric Constant in Liquid Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202107657

https://doi.org/10.1002/anie.202107657