Li+陽イオン環境、輸送、および機械的特性は、litfsiドープN-メチル-N-アルキルピロリジニウム+ Tfsi-イオン液体の機械的特性

分子動力学（MD）シミュレーションは、N-メチル-N-プロピルピルロリジニウムBIS（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（MPPY（+）TFSI（ - ））およびN、N-ジメチル - ピロリジニウムBIS（トリフルオロメチンスルホニル）イミデ（MMPY（+）で実行されています。TFSI（+））イオン液体（ILS）303-500 Kで0.25 mol画分litfsi塩をドープしました。MDシミュレーションによって予測される液体密度、イオン自己拡散係数、および導電率は、利用可能な場合、実験データとよく一致していることがわかりました。MDシミュレーションでは、Li（+）環境がMPPY（+）TFSI（ - ）およびMMPY（+）TFSI（+）ILSがLITFSIをドープしていることが示されています。Li（+）カチオンは、4つの酸素原子をわずかに少ない4つの酸素原子で平均して調整され、各酸素原子が異なるTFSI（ - ）アニオンによって寄与していることがわかりました。特にリチウム凝集体が数十ナノ秒間安定していることがわかった低温で、2つのリチウムを橋渡しする最大3つのTFSI（ - ）アニオンを共有することにより、有意なリチウム凝集が観察されました。TFSI（ - ）アニオンの偏光は、そのようなリチウム凝集体の形成に主な原因です。Li（+）輸送は、主に最初の配位シェルとのTFSI（ - ）アニオンの交換によって発生することがわかった。両方のILで、イオンの自己拡散係数は、MMPY（+）<MMPY（+）またはMPPY（+）<TFSI（ - ）<TFSI（+）<TFSI（+）のオーダー（+）TFSI（+）TFSI（ - ）がそれよりも体系的に遅くなっています。mppy（+）tfsi（ - ）。LITFSIドープMPPY（+）TFSI（ - ）ILのLi（+）陽イオンによる導電率は、モデルポリ（エチレンオキシド）（PEO）/litfsiポリマー電解質の場合よりも大きいことがわかりましたが、それよりも有意に低いです。炭酸エチレン/LITFSI液体電解質。最後に、LitfsiドープILSの時間依存性せん断弾性率は、サブナノ秒の時間スケールでモデルポリ（エチレンオキシド）（PEO）/litfsiポリマー電解質の時間依存症と類似していることがわかりました。

Molecular dynamics (MD) simulations have been performed on N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (mppy(+)TFSI(-)) and N,N-dimethyl- pyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (mmpy(+)TFSI(+)) ionic liquids (ILs) doped with 0.25 mol fraction LiTFSI salt at 303-500 K. The liquid density, ion self-diffusion coefficients, and conductivity predicted by MD simulations were found to be in good agreement with experimental data, where available. MD simulations reveal that the Li(+) environment is similar in mppy(+)TFSI(-) and mmpy(+)TFSI(+) ILs doped with LiTFSI. The Li(+) cations were found to be coordinated on average by slightly less than four oxygen atoms with each oxygen atom being contributed by a different TFSI(-) anion. Significant lithium aggregation by sharing up to three TFSI(-) anions bridging two lithiums was observed, particularly at lower temperatures where the lithium aggregates were found to be stable for tens of nanoseconds. Polarization of TFSI(-) anions is largely responsible for the formation of such lithium aggregates. Li(+) transport was found to occur primarily by exchange of TFSI(-) anions in the first coordination shell with a smaller (approximately 30%) contribution also due to Li(+) cations diffusing together with their first coordination shell. In both ILs, ion self-diffusion coefficients followed the order Li(+) < TFSI(-) < mmpy(+) or mppy(+) with all ion diffusion in mmpy(+)TFSI(-) being systematically slower than that in mppy(+)TFSI(-). Conductivity due to the Li(+) cation in LiTFSI doped mppy(+)TFSI(-) IL was found to be greater than that for a model poly(ethylene oxide)(PEO)/LiTFSI polymer electrolyte but significantly lower than that for an ethylene carbonate/LiTFSI liquid electrolyte. Finally, the time-dependent shear modulus for the LiTFSI doped ILs was found to be similar to that for a model poly(ethylene oxide)(PEO)/LiTFSI polymer electrolyte on the subnanosecond time scale.