Atomic-level modeling of organic electrolytes in lithium-ion batteries

ACS Symposium Series

Volumn 1133, Issue , 2013, Pages 217-233

  Ferguson, Glen ^a   Curtiss, Larry A ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; CALCULATIONS; ELECTRIC BATTERIES; LITHIUM; MOLECULAR DYNAMICS; ORGANIC SOLVENTS; QUANTUM CHEMISTRY; REACTION KINETICS; SEEBECK EFFECT; SOLID ELECTROLYTES;

AB INITIO CALCULATIONS; AB INITIO MOLECULAR DYNAMICS; ATOMIC-LEVEL MODELING; AUTOMOTIVE APPLICATIONS; COMPUTATIONAL METHODOLOGY; LI-ION BATTERY ELECTROLYTES; QUANTUM-CHEMICAL METHODS; SOLID ELECTROLYTE INTERPHASE;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84905399367     PISSN: 00976156     EISSN: 19475918     Source Type: Book Series    
DOI: 10.1021/bk-2013-1133.ch012     Document Type: Conference Paper

References (107)

1. Etacheri, V.; Marom, R.; Elazari, R.; Salitra, G.; Aurbach, D. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3243.
2. Oh, Y.; Nam, S.; Wi, S.; Hong, S.; Park, B. Electron. Mater. Lett. 2012, 8, 91.
3. Wu, D.-h.; Zhou, Z. Front. Phys. 2011, 6, 197.
4. Zhao, Y.-J.; Feng, H.-L.; Zhao, C.-S.; Sun, Z.-Q. J. Inorg. Mater. 2011, 26, 673.
5. Aditya, J. P.; Ferdowsi, M. 2008 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Hei Longjiang, China, September 3-5, 2008.
6. Fang, W.; Kwon, O. J.; Wang, C.-Y. Int. J. Energy Res. 2010, 34, 107.
7. Han, Y.-K.; Jung, J.; Yu, S.; Lee, H. J. Power Sources 2009, 187, 581.
8. Kim, S.-P.; van Duin, A. C. T.; Shenoy, V. B. J. Power Sources 2011, 196, 8590.
9. Li, H.; Wang, Z.; Chen, L.; Huang, X. Adv. Mater. 2009, 21, 4593.
10. Park, M. H.; Lee, Y. S.; Lee, H.; Han, Y.-K. J. Power Sources 2011, 196, 5109.
11. Shang, S.-L.; Hector, L. G., Jr.; Shi, S.; Qi, Y.; Wang, Y.; Liu, Z.-K. Acta Mater. 2012, 60, 5204.
12. Shi, S.; Lu, P.; Liu, Z.; Qi, Y.; Hector, L. G., Jr.; Li, H.; Harris, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15476.
13. Tasaki, K. J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A418.
14. Tasaki, K. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2920.
15. Tasaki, K.; Kanda, K.; Nakamura, S.; Ue, M. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1628.
16. Tasaki, K.; Nakamura, S. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A984.
17. Tavassol, H.; Buthker, J. W.; Ferguson, G. A.; Curtiss, L. A.; Gewirth, A. A. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A730.
18. Wang, R. L.; Buhrmester, C.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A445.
19. Wang, Y. X.; Balbuena, P. B. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 9582.
20. Zhang, S. S. J. Power Sources 2006, 162, 1379.
21. Zhang, X. R.; Kostecki, R.; Richardson, T. J.; Pugh, J. K.; Ross, P. N. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A1341.
22. Ceder, G.; Hautier, G.; Jain, A.; Ong, S. P. MRS Bull. 2011, 36, 185.
23. Hautier, G.; Fischer, C.; Ehrlacher, V.; Jain, A.; Ceder, G. Inorg. Chem. 2011, 50, 656.
24. Hautier, G.; Jain, A.; Chen, H.; Moore, C.; Ong, S. P.; Ceder, G. J. Mater. Chem. 2011, 21, 17147.
25. Hautier, G.; Jain, A.; Ong, S. P.; Kang, B.; Moore, C.; Doe, R.; Ceder, G. Chem. Mater. 2011, 23, 3495.
26. Jain, A.; Hautier, G.; Moore, C. J.; Ong, S. P.; Fischer, C. C.; Mueller, T.; Persson, K. A.; Ceder, G. Comput. Mater. Sci. 2011, 50, 2295.
27. Leggesse, E. G.; Jiang, J.-C. RSC Adv. 2012, 2, 5439.
28. Leung, K. Chem. Phys. Lett. 2012.
29. Leung, K.; Budzien, J. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 6583.
30. Mengqing, X.; Liu, Z.; Liansheng, H.; Lidan, X.; Weishan, L.; Lucht, B. L. J. Power Sources 2011, 196, 6794.
31. Tasaki, K.; Harris, S. J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 8076.
32. Wang, B.; Qu, Q. T.; Xia, Q.; Wu, Y. P.; Li, X.; Gan, C. L.; van Ree, T. Electrochim. Acta 2008, 54, 816.
33. Wang, Y. X.; Balbuena, P. B. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4486.
34. Xing, L. D.; Wang, C. Y.; Xu, M. Q.; Li, W. S.; Cai, Z. P. J. Power Sources 2009, 189, 689.
35. Xu, M.; Zhou, L.; Hao, L.; Xing, L.; Li, W.; Lucht, B. L. J. Power Sources 2011, 196, 6794.
36. Xu, M.; Zhou, L.; Xing, L.; Li, W.; Lucht, B. L. Electrochim. Acta 2010, 55, 6743.
37. Yamada, Y.; Iriyama, Y.; Abe, T.; Ogumi, Z. Langmuir 2009, 25, 12766.
38. Abe, T.; Kawabata, N.; Mizutani, Y.; Inaba, M.; Ogumi, Z. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A257.
39. Bhatt, M. D.; Cho, M.; Cho, K. Appl. Surf. Sci. 2010, 257, 1463.
40. Bhatt, M. D.; Cho, M.; Cho, K. Can. J. Chem. 2011, 89, 1525.
41. Bhatt, M. D.; Cho, M.; Cho, K. J. Solid State Electrochem. 2012, 16, 435.
42. Bhatt, M. D.; Maenghyo, C.; Kyeongjae, C. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 2012, 20, 065004.
43. Borodin, O.; Smith, G. D. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1763.
44. Chen, Y. C.; Ouyang, C. Y.; Song, L. J.; Sun, Z. L. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 7044.
45. Golodnitsky, D.; Livshits, E.; Kovarsky, R.; Peled, E.; Chung, S. H.; Suarez, S.; Greenbaum, S. G. Electrochem. Solid-State Lett. 2004, 7, A412.
46. Johansson, P. Polymer 2001, 42, 4367.
47. Johansson, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1493.
48. Lidan, X.; Weishan, L.; Mengqing, X.; Tiantian, L.; Liu, Z. J. Power Sources 2011, 196, 7044.
49. Marquez, A.; Vargas, A.; Balbuena, P. B. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 3328.
50. Nakayama, M.; Kotobuki, M.; Munakata, H.; Nogami, M.; Kanamura, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10008.
51. Shevlin, S. A.; Cazorla, C.; Guo, Z. X. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 13488.
52. Tasaki, K.; Kanda, K.; Kobayashi, T.; Nakamura, S.; Ue, M. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A2192.
53. Vollmer, J. M.; Curtiss, L. A.; Vissers, D. R.; Amine, K. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A178.
54. Wang, Y. X.; Balbuena, P. B. Int. J. Quantum Chem. 2005, 102, 724.
55. Wang, Y. X.; Nakamura, S.; Tasaki, K.; Balbuena, P. B. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4408.
56. Wang, Y. X.; Nakamura, S.; Ue, M.; Balbuena, P. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11708.
57. Xing, L.; Borodin, O. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 12838.
58. Xing, L.; Borodin, O.; Smith, G. D.; Li, W. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 13896.
59. Xing, L.; Li, W.; Wang, C.; Gu, F.; Xu, M.; Tan, C.; Yi, J. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 16596.
60. Xing, L.; Wang, C.; Li, W.; Xu, M.; Meng, X.; Zhao, S. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 5181.
61. Yao, F.; Guenes, F.; Huy Quang, T.; Lee, S. M.; Chae, S. J.; Sheem, K. Y.; Cojocaru, C. S.; Xie, S. S.; Lee, Y. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8646.
62. Yoshikawa, A.; Morales, J. A. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2004, 681, 27.
63. Zhang, Z.; Zhang, L.; Schlueter, J. A.; Redfern, P. C.; Curtiss, L.; Amine, K. J. Power Sources 2010, 195, 4957.
64. Albe, K.; Nordlund, K.; Averback, R. S. Phys. Rev. B 2002, 65, 195124.
65. Erhart, P.; Albe, K. Phys. Rev. B 2005, 71, 035211.
66. Bedrov, D.; Smith, G. D.; van Duin, A. C. T. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 2978.
67. Kalcher, I.; Dzubiella, J. J. Chem. Phys. 2009, 130.
68. Kulp, D. T.; Garofalini, S. H. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 2211.
69. Seo, D. M.; Borodin, O.; Han, S.-D.; Ly, Q.; Boyle, P. D.; Henderson, W. A. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A553.
70. Takeuchi, M.; Matubayasi, N.; Kameda, Y.; Minofar, B.; Ishiguro, S.-i.; Umebayashi, Y. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 6476.
71. Tasaki, K.; Goldberg, A.; Winter, M. Electrochim. Acta 2011, 56, 10424.
72. Vatamanu, J.; Borodin, O.; Smith, G. D. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 1114.
73. Leung, K. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 9852.
74. Leung, K.; Qi, Y.; Zavadil, K. R.; Jung, Y. S.; Dillon, A. C.; Cavanagh, A. S.; Lee, S.-H.; George, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14741.
75. Halls, M. D.; Tasaki, K. J. Power Sources 2010, 195, 1472.
76. Heaton, C. A.; Miller, A. K.; Powell, R. L. J. Fluorine Chem. 2001, 107, 1.
77. Redfern, P. C.; Curtiss, L. A. J. Power Sources 2002, 110, 401.
78. Sutjianto, A.; Curtiss, L. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 968.
79. Balbuena, P. B.; Wang, Y. Lithium-Ion Batteries; World Scientific: Hackensack, NJ, 2004.
80. Borodin, O.; Smith, G. D.; Bandyopadhyaya, R.; Redfern, P.; Curtiss, L. A. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 2004, 12, S73.
81. Kerr, J. B.; Liu, G.; Curtiss, L. A.; Redfern, P. C. Electrochim. Acta 2003, 48, 2305.
82. Mao, G.; Baboul, A. G.; Curtiss, L. A.; Price, D. L.; Saboungi, M. L.; Armand, M. B.; Howells, W. S.; Fischer, H. E. Structure and Dynamics of Lithium Polymer Electrolytes. Proceedings of the International Symposium on Molten Salts XII, Electrochemical Society, Pennington, NJ, 2000, Vol. 99.
83. Lee, J. C.; Litt, M. H. Macromolecules 2000, 33, 1618.
84. Xu, K. Chem. Rev. 2004, 104, 4303.
85. Andersson, M. P.; Bligaard, T.; Kustov, A.; Larsen, K. E.; Greeley, J.; Johannessen, T.; Christensen, C. H.; Norskov, J. K. J. Catal. 2006, 239, 501.
86. Christensen, C. H.; Norskov, J. K. J. Chem. Phys. 2008, 128.
87. Hummelshoj, J. S.; et al. J. Chem. Phys. 2009, 131.
88. Hummelshoj, J. S.; et al. J. Chem. Phys. 2009, 131, 014101.
89. Norskov, J. K.; Abild-Pedersen, F. Nature 2009, 461, 1223.
90. Norskov, J. K.; Abild-Pedersen, F.; Studt, F.; Bligaard, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 937.
91. Norskov, J. K.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Christensen, C. H. Nat. Chem. 2009, 1, 37.
92. Munter, T. R.; Landis, D. D.; Abild-Pedersen, F.; Jones, G.; Wang, S.; Bligaard, T. Comput. Sci. Discovery 2009, 2, 015006(27 pp.).
93. Battaile, C. C.; Srolovitz, D. J. Ann. Rev. Mater. Res. 2002, 32, 297.
94. Call, S. T.; Zubarev, D. Y.; Boldyrev, A. I. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1177.
95. Fournier, R.; Bulusu, S.; Chen, S.; Tung, J. J. Chem. Phys. 2011, 135.
96. Ivanov, A. S.; Boldyrev, A. I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 15943.
97. Lv, J.; Wang, Y.; Zhu, L.; Ma, Y. J. Chem. Phys. 2012, 137.
98. Herbers, C. R.; Johnston, K.; van der Vegt, N. F. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 10577.
99. Johnston, R. L. Dalton Trans. 2003, 4193.
100. Johnston, R. L.; Mortimer-Jones, T. V.; Roberts, C.; Darby, S.; Manby, F. R. In Proceedings of Applications of Evolutionary Computing; Cagnoni, S., Gottieb, J., Hart, E., Middendorf, M., Raidl, G. R., Eds;. 2002; Vol. 2279, p 92.
101. Lloyd, L. D.; Johnston, R. L.; Roberts, C.; Mortimer-Jones, T. V. ChemPhysChem 2002, 3, 408.
102. Lloyd, L. D.; Johnston, R. L.; Salhi, S. In Proceedings on Genetic and Evolutionary Computation Gecco 2004, Part 2; Deb, K., Poli, R., Banzhaf, W., Beyer, H. G., Burke, E., Darwen, P., Dasgupta, D., Floreano, D., Foster, O., Harman, M., Holland, O., Lanzi, P. L., Spector, L., Tettamanzi, A., Thierens, D., Tyrrell, A., Eds.; 2004; Vol. 3103, p 1316.
103. Logsdail, A. J.; Li, Z. Y.; Johnston, R. L. J. Comput. Chem. 2012, 33, 391.
104. Luo, X.; Yang, J.; Liu, H.; Wu, X.; Wang, Y.; Ma, Y.; Wei, S.-H.; Gong, X.; Xiang, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16285.
105. McLeod, A. S.; Johnston, M. E.; Gladden, L. F. J. Catal. 1997, 167, 279.
106. Mueller, C. L.; Sbalzarini, I. F. Evol. Comput. 2012, 20, 543.
107. Rupp, M.; Tkatchenko, A.; Mueller, K.-R.; von Lilienfeld, O. A. Phys. Rev. Lett. 2012, 108.