Estudo da intercalação de lítio em materiais catódicos baseados em óxidos de metais transição nanoestruturados usando como eletrólitos líquidos iônicos (ILs) pouco viscosos sintetizados a partir do fôsfonio e tetracianoborato.

• Processo: 14/01987-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de outubro de 2014
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roberto Manuel Torresi
• Beneficiário: Nédher Sánches Ramírez
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/11164-0 - Estudo da intercalação de lítio em nanopartículas de silício produzido por plasma induzido usando líquidos iônicos como eletrólitos, BE.EP.PD
• Assunto(s): Eletroquímica Líquidos iônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baterias de íon lítio | Catodo | eletrólito | líquido iônico | Eletroquímica

Resumo

Atualmente o desafio das baterias íon lítio é desenvolver sistemas com maior ciclabilidade, e altas densidades de potência e energia. Enquanto os eletrodos negativos de carvão podem ter bom desempenho (alta ciclabilidade e alta densidade de carga reversível acima de 370 mAhg-1 ) o óxido de cobalto LiCoO2, que é o material eletroativo normalmente usado em eletrodos positivos, tem muitas desvantagem como baixa carga especifica pratica (140 mAh g-1) e instabilidade térmica no estado carregado(oxidado). Entre os variados materiais ativos que podem ser usados como eletrodos positivos, destacam-se os compósitos de metais de transição NMC (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) e NCA (LiNi0.8Co0.15 Al0.05O2) devido a seu baixo custo, boa capacidade de armazenamento de carga e baixa toxicidade. Por outro lado à necessidade de baterias de íon-lítio de alta potência e densidade de energia acarreta um problema relacionado com a segurança devido aos problemas relacionados ao uso de solventes orgânicos tipicamente utilizados como eletrólitos. É conhecido que os líquidos iônicos (ILs) podem ser utilizados como eletrólitos devido ao fato de não serem inflamáveis e terem alta estabilidade térmica e eletroquímica, porém são necessários ILs de boas propriedades de transporte, que permitam a fácil difusão do lítio. Por tal motivo serão sintetizados ILs derivados do aníon tetracianoborato e de cátions derivado do fosfônio pois essas estruturas apresentam baixa capacidade de coordenação que ocasiona uma diminuição das interações coulômbicas. Neste projeto pretendesse preparar cátodos derivados de metais de transição e líquidos iônicos com ótimas propriedades de transporte.

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; MONJE, IVONNE E.; BELANGER, DANIEL; CAMARGO, PEDRO H. C.; TORRESI, ROBERTO M.. High rate and long-term cycling of silicon anodes with phosphonium-based ionic liquids as electrolytes for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, v. 439, p. 8-pg., 2022-12-10. (14/01987-6, 17/20043-7, 19/07638-7, 15/26308-7, 20/08553-2, 21/00675-4, 15/11164-0)

SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; MONJE, IVONNE E.; MARTINS, VITOR L.; BELANGER, DANIEL; CAMARGO, PEDRO H. C.; TORRESI, ROBERTO M.. Four Phosphonium-based Ionic Liquids. Synthesis, Characterization and Electrochemical Performance as Electrolytes for Silicon Anodes. CHEMISTRYSELECT, v. 7, n. 4, JAN 27 2022. (14/01987-6, 20/08553-2, 19/26309-4, 19/07638-7, 17/20043-7, 15/11164-0, 15/26308-7, 21/07297-5)