离子

图5f据此构建网络示意，将自由水、仅与阳离子或阴离子配位的水，以及阴阳离子共同配位的水，与水–水、阴离子–水两类氢键联系起来。

内容简介与稀电解液相比，高浓度水系电解液凭借增强的离子输运及离子关联结构，在能量转换与储存中展现出更高的能量密度和稳定性。

本研究从具有亚纳米分辨率的局域视角深化了对离子输运的理解，为电化学能源器件中的电解液优化和运行条件调控提供了指导。

以不同浓度的NaNO₃水溶液为对象，通过红外、拉曼和脉冲场梯度核磁共振表征局域环境，并测量水扩散系数及离子电导率。

X总结本研究结合电化学表征与第一性原理分子动力学模拟，对体相及界面水系电解液开展了可视化与定量研究，并将离子浓度、热效应和纳米限域对输运行为的影响，追溯至电子、结构和热力学性质的变化。

以NE关系的偏离为描述符，研究将环境重构离子关联网络所调控的高浓度水系电解液输运，归纳为由离子浓度、热效应和限域程度决定的三重层级变化。

图5e进一步通过空间分布函数揭示配位环境的方向性，说明离子周围的水与反离子并非各向均匀分布。

图6a中，高浓度体系离子周围的空间电荷振荡更明显；

图6f显示升温减弱离子周围的电荷振荡，图6g中离子对解离能垒随之降低，图6h中的氢键数量也发生变化。

沿这一线索，图5c比较离子周围的径向组分分布：高浓度体系中，水合配位水减少，反离子更容易进入邻近空间。

VII界面将离子关联转化为空间分层输运进入石墨烯限域空间后，均匀体相的图景被打破。

V溶剂化壳层交叠，形成离子关联网络离子关联的来源可以从电子结构追溯到溶剂化几何。

下半图的t₊与之呼应：增强离子关联会使阳离子迁移贡献向负值偏移，而温度升高、限域作用减弱则使其回升。

其中，HR定义为NE关系预测电导率与考虑离子关联的Green–Kubo电导率之比。

其意义在于提示电解液评价不能仅将整个空间视为均一整体，而应把环境重构的离子关联网络与局域输运性能相联系。

升温因而能够缓解界面强化的离子关联，但不同空间区域仍保留各自的输运特征。

图1c将阴离子的平面取向、水分子的定向排列及局域浓度起伏联系起来，呈现界面诱导的非均一聚集和离子关联网络重构。

图6b显示，阴阳离子对的解离能垒高于同号离子对，说明异号离子关联对聚集体稳定性具有重要作用。

图6e把上述结构变化与输运联系起来：高浓度一方面增加载流子密度，另一方面增强离子关联，使NE关系的偏离更加显著。

图6j由此归纳出热效应的作用路径：增强热运动、削弱离子关联、提高扩散与电导率，并减轻NE关系的偏离。

图7i将这些特征整合为离子关联网络和电双层结构示意，图7j的网络快照提供原子尺度的直观对应。

在界面处，高浓度水系电解液的离子关联网络进一步重构，使组分分布呈现振荡衰减，并形成位置依赖的取向。

室温界面的离子关联网络与输运。

揭示了水系电解液的输运特征受环境重构的离子关联网络调控。

浓度依赖的体相离子关联网络。

温度依赖的界面离子关联网络与输运。

热效应可通过削弱离子关联减轻这种偏离。

环境调控体相离子关联网络的定量分析。

研究发现，超高浓度会改变电解液的电子态，并形成包含大量聚集体的离子关联网络。

红外、拉曼与核磁共振的相互印证，为进一步解析溶剂化结构和离子关联奠定了实验基础。

纳米限域界面使高浓度水系电解液各组分呈现振荡衰减的分布和非均一取向，从而重构离子关联网络，并产生局域化的NE关系偏离。

西安交大屈治国等：环境重构离子关联网络，揭示高浓度水系电解液输运的三重层级规律西安交大屈治国等：环境重构离子关联网络，揭示高浓度水系电解液输运的三重层级规律精选

这些特征促进了致密聚集体与离子关联网络的广泛形成，导致输运显著偏离NE关系。

这种层级特征可拓展至其他水系电解液，将环境重构离子关联网络的微观结构与水系电解液的宏观输运性能相连接。

图6f显示升温减弱离子周围的电荷振荡，图6g中离子对解离能垒随之降低，图6h中的氢键数量也发生变化。

下半图的t₊与之呼应：增强离子关联会使阳离子迁移贡献向负值偏移，而温度升高、限域作用减弱则使其回升。

图6b显示，阴阳离子对的解离能垒高于同号离子对，说明异号离子关联对聚集体稳定性具有重要作用。

这些变化表明，增加盐含量并非简单增加载流子数量，还会改变水与离子之间的相互作用环境。