Ionic transport in dilute solid polymer electrolytes with amorphous structure
- 1. UrO RAN, Inst. Vysokotemperaturnoj Ehlektrokhimii, Ekaterinburg (Russian Federation)
- 2. Ural'skij Gosudarstvennyj Univ. im. A.M. Gor'kogo, NII Fiziki I Prikladnoj Matematiki, Ekaterinburg (Russian Federation)
Description
The ionic structure and transport properties of amorphous solid polymer electrolytes (SPE) in the system copolymer of acrylonitrile and butadiene (40 : 60) - lithium hexafluoroarsenate is studied in the region of small salt concentrations (up to 0.37 mol dm-3) at 298-368 K. In conditions studied, LiAsF6 is dissociated predominantly to ions. Macroscopic models of ion transport are used to analyze the results of measurements of transport characteristics of SPE. Transport of anions free of the polymer matrix is realized activationlessly and resembles the Stokes drift in viscous media. Transport of cations solvated by electron-donating groups of the polymer turns possible only at temperatures in excess of a critical value (Tcrit ∼333 K), when the statistical mean of molecules in the first coordination sphere of the lithium cation becomes less than four (which is the coordination number for solvation) and requires the overcoming of an energy barrier of ∼6 kJ mol-1. Below Tcrit, the SPE are unipolar anionic conductors
Abstract (Russian)
Исследованы ионная структура и транспортные свойства аморфных твердых полимерных электролитов (ТПЭ) системы сополимер акрилонитрила и бутадиена (40 : 60) - LiAsF6 в области малых концентраций соли (до 0.37 моль/дм3) при 298-368 К. В исследованных условиях LiAsF6, преимущественно диссоциирован на ионы. Для анализа результатов измерений транспортных характеристик ТПЭ использованы макроскопические модели ионного переноса. Транспорт анионов, не связанных с полимерной матрицей, осуществляется безактивационно и подобен стоксовскому движению частиц в вязкой среде. Перенос катионов, сольватированных электронодонорными группами полимера, становится возможным только при температурах выше Ткрит (333 К), когда среднестатистическое число молекул в первой координационной сфере Li+ становится меньше четырех (координационного числа сольватации), и требует преодоления энергетического барьера ∼6 кДж/моль. При температурах ниже Ткрит исследуемые ТПЭ являются униполярными анионными проводникамиAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Ионный транспорт в разбавленных твердых полимерных электролитах с аморфной структурой
Publishing Information
- Journal Title
- Ehlektrokhimiya
- Journal Volume
- 41
- Journal Issue
- 5
- Journal Page Range
- p. 537-545
- ISSN
- 0424-8570
- CODEN
- ELKKAX
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 36060661
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Descriptors DEI
- ABSORPTION SPECTRA; ACRYLONITRILE; ACTIVATION ENERGY; AMORPHOUS STATE; ARSENIC COMPLEXES; BUTADIENE; CHARGE TRANSPORT; COPOLYMERS; FLUORIDES; INFRARED SPECTRA; IONIC CONDUCTIVITY; LITHIUM COMPOUNDS; SOLID ELECTROLYTES; STRUCTURAL CHEMICAL ANALYSIS; TRANSFER NUMBERS
- Descriptors DEC
- ALKALI METAL COMPOUNDS; COMPLEXES; DIENES; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRICAL PROPERTIES; ELECTROLYTES; ENERGY; FLUORINE COMPOUNDS; HALIDES; HALOGEN COMPOUNDS; HYDROCARBONS; NITRILES; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC NITROGEN COMPOUNDS; ORGANIC POLYMERS; PHYSICAL PROPERTIES; POLYENES; POLYMERS; SPECTRA
Optional Information
- Notes
- 17 refs., 7 figs., 1 tab.