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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
Linha de fomento: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

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.

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Publicações científicas (4)
(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)
SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; ASSRESAHEGN, BIRHANU DESALEGN; TORRESI, ROBERTO M.; BELANGER, DANIEL. Producing high-performing silicon anodes by tailoring ionic liquids as electrolytes. ENERGY STORAGE MATERIALS, v. 25, p. 477-486, MAR 2020. Citações Web of Science: 1.
MARTINS, VITOR L.; RENNIE, ANTHONY J. R.; SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; TORRESI, ROBERTO M.; HALL, PETER J. Improved Performance of Ionic Liquid Supercapacitors by using Tetracyanoborate Anions. CHEMELECTROCHEM, v. 5, n. 4, p. 598-604, FEB 2018. Citações Web of Science: 8.
SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; ASSRESAHEGN, BIRHANU DESALEGN; BELANGER, DANIEL; TORRESI, ROBERTO M. A Comparison among Viscosity, Density, Conductivity, and Electrochemical Windows of N-n-Butyl-N-methylpyrrolidinium and Triethyl-n-pentylphosphonium Bis(fluorosulfonyl imide) Ionic Liquids and Their Analogues Containing Bis(trifluoromethylsulfonyl) Imide Anion. JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA, v. 62, n. 10, p. 3437-3444, OCT 2017. Citações Web of Science: 11.
MARTINS, VITOR L.; SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; RIBEIRO, MAURO C. C.; TORRESI, ROBERTO M. Two phosphonium ionic liquids with high Li+ transport number. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 17, n. 35, p. 23041-23051, 2015. Citações Web of Science: 20.

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