Sulfur solubility in sulfolane electrolytes for lithium-sulfur batteries

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The solubility of sulfur in sulfolane and sulfolane solutions of lithium salts [LiBF4, LiClO4, LiPF6, LiSO3CF3 and LiN(SO2CF3)2], promising electrolytes for lithium-sulfur batteries, was determined by UV-vis spectroscopy. It was found that the solubility of sulfur in sulfolane at 30°C is 82.0 mM, and in sulfolane solutions of lithium salts (1 M) is 4-9 times lower than in pure sulfolane. The dependence of sulfur solubility on the concentration of lithium salts is not linear, it is 32.9 and 5.8 mM for sulfolane solutions of 0.5 М LiClO4 and 2.35 M LiClO4, respectively.

About the authors

E. V Karaseva

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: karaseva@anrb.ru

L. A Khramtsova

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

N. V Shakirova

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

E. V Kuzmina

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

V. S Kolosnitsyn

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

References

  1. Zhang S.S. // J. Power Sources. 2013. Vol. 231. P. 153. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.12.102
  2. Zu C.-X., Li H. // Energy Environ. Sci. 2011. Vol. 4. P. 2614. doi: 10.1039/c0ee00777c
  3. Sciamanna S.F., Lynn S. // Ind. Eng. Chem. Res. 1988. Vol. 27. N 3. P. 485.
  4. Zheng D., Zhang X., Li C., McKinnon M.E., Sadok R.G., Qu D., Yu X., Lee H.-S., Yang X.-Q., Qu D. // J. Electrochem. Soc. 2015. Vol. 162. N 1. P. A203. doi: 10.1149/2.1011501jes
  5. Harks P.P.R.M.L., Robledo C.B., Verhallen T.W., Notten P.H.L., Mulder F.M. // Adv. Energy Mater. 2016. Article no. 1601635. doi: 10.1002/aenm.201601635
  6. Park J.W., Yamauchi K., Takashima E., Tachikawa N., Ueno K., Dokko K., Watanabe M. // J. Phys. Chem. C. 2013. Vol. 117. N 9. P. 4431. doi: 10.1021/jp400153m
  7. Ueno K., Park J.-W., Yamazaki A., Mandai T., Tachikawa N., Dokko K., Watanabe M. // J. Phys. Chem. C. 2013. Vol. 117. P. 20509. dx.doi.org/10.1021/jp407158y
  8. Vaughn J.W., Hawkins C.F. // J. Chem. Eng. Data. 1964. Vol. 9. P. 140. doi: 10.1021/je60020a047
  9. Burwell R.L., Langford C.H. // J. Am. Chem. Soc. 1959. Vol. 81. P. 3799. doi: 10.1021/ja01523a079
  10. Xu K., Angell C.A. // Electrochem. Soc. 2002. Vol. 149. N 7. P. A920. doi: 10.1149/1.1483866
  11. Колосницын В.С., Шеина Л.В., Мочалов С.Э. // Электрохимия. 2008. Т. 44. Вып. 5. С. 620
  12. Kolosnitsyn V.S., Sheina L.V., Mochalov S.E. // Russ. J. Electrochem. 2008. Vol. 44. N 5. P. 575. doi: 10.1134/S102319350805011X
  13. Kolosnitsyn V.S., Kuzmina E.V., Karaseva E.V. // ECS Transaction. 2009. Vol. 19. P. 25. doi: 10.1149/1.3247062
  14. Karaseva E.V., Khramtsova L.A., Lobov A.N., Kuzmina E.V., Eroglu D., Kolosnitsyn V.S. // J. Power Sources. 2022. Vol. 548. Article no. 231980. doi: 10.1016/j.jpowsour.2022.231980
  15. Nakanishi A., Ueno K., Watanabe D., Ugata Y., Matsumae Y., Liu J., Thomas M.L., Dokko K., Watanabe M. // J. Phys. Chem. (C). 2019. Vol. 123. N 23. P. 14229. doi: 10.1021/acs.jpcc.9b02625
  16. Wang, Y., Xing, L., Li, W., Bedrov, D. // J. Phys. Chem. Lett. 2013. Vol. 4. P. 3992. doi: 10.1021/jz401726p
  17. Jow T.R., Xu K., Borodin O., Ue M. Electrolytes for lithium and lithium-ion batteries. Modern aspects of electrochemistry. Springer Science+Business Media, 2014. Vol. 58. P. 476. doi: 10.1007/978-1-4939-0302-3
  18. Yoon S., Lee Y.-H., Shin K.-H., Cho S.B., Chung W.J. // Electrochim. Acta. 2014. Vol. 145. P. 170. doi: 10.1016/j.electacta.2014.09.007
  19. Linert W., Jameson R.F., Taha A. // J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1993. Vol. 21. P. 3181. doi: 10.1039/DT9930003181
  20. Linert W., Camard A., Armand M., Michot C. // Coord. Chem. Rev. 2002. Vol. 226. P. 137. doi: 10.1016/S0010-8545(01)00416-7
  21. Naejus R., Coudert R., Willmann P., Lemordant D. // Electrochim. Acta. 1998. Vol. 43. N 3-4. P. 275. doi: 10.1016/s0013-4686(97)00073-x
  22. Salomon M. // J. Solution Chem. 1993. Vol. 22. N 8. P. 715. doi: 10.1007/bf00647411
  23. Han H.-B., Zhou S.-S., Zhang D.-J., Feng S.-W., Li L.-F., Liu K., Feng W.-F., Nie J., Li H., Huang X.-J., Armand M., Zhou Z.-B // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. P. 3623. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.12.040
  24. Košir U., Cigi I.K., Markelj J., Talian S.D., Dominko R. // Electrochim. Acta. 2020. Vol. 363. Article 137227. doi: 10.1016/j.electacta.2020.137227
  25. Cañas N.A. PhD Dissert. (Dr.-Ing.). Stuttgart, 2015. 189 p.
  26. Steudel R., Jensen D., Gobel P., Hugo P. // Ber. Buns. physik. Chem. 1988. Vol. 92. N 2 P. 118. doi: 10.1002/bbpc.198800031
  27. Heatley X.G., Page E.J. // Analyt. Chem. 1952. Vol. 24. N 11. P. 1854. doi: 10.1021/AC60071A047
  28. Karaseva E.V., Kuzmina E.V., Kolosnitsyn D.V., Shakirova N.V., Sheina L.V., Kolosnitsyn V.S. // Electrochim. Acta. 2019. Vol. 296. P. 1102. doi: 10.1016/j.electacta.2018.11.019

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».