Estudo da intercalação de lítio em nanopartículas de silício produzido por plasma induzido usando líquidos iônicos como eletrólitos

• Processo: 15/11164-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2015
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roberto Manuel Torresi
• Beneficiário: Nédher Sánches Ramírez
• Supervisor: Daniel Belanger
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Université du Québec à Montréal (UQÀM), Canadá
• Vinculado à bolsa: 14/01987-6 - 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., BP.PD
• Assunto(s): Eletroquímica Nanopartículas Silício Eletrólitos Líquidos iônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anodo | eletrólito | líquido iônico | Nanopartículas | silício | Eletroquímica

Resumo

Alguns dos desafios atuais das baterias de íon lítio são o desenvolvimento de sistemas com maiores densidades de energia, potência e ciclos de vida útil. Em uma bateria os principais componentes são: o cátodo, o ânodo e o eletrólito. Neste projeto serão focados os dois últimos componentes. Novos materiais com altas densidades de energia serão investigados para aplicação como ânodo. É bem sabido que o silício é um material promissor para ânodos. No entanto, ainda existem alguns problemas relacionados a esse material, tais como expansão de volume durante a intercalação de lítio. Com o intuito de evitar esses problemas serão fabricados ânodos com nanopartículas e filmes finos de silício. Dessa forma, e esperada uma melhora significativa de desempenho. Outro desafio no desenvolvimento das baterias é o uso de solventes orgânicos como eletrólitos. Uma excelente alternativa seria o uso de líquidos iônicos (LIs), já que estes não são inflamáveis e possuem alta estabilidade térmica e eletroquímica. Porém, para uma melhor difusão de lítio são necessários LIs com boas propriedades de transporte. Por esse motivo, serão sintetizados LIs com ânions derivados de tetracioanoborato e cátions derivados de fosfônio. Tais estruturas apresentam baixa capacidade de coordenação e consequentemente as interações coulômbicas são mais fracas. (AU)

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; 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. (15/11164-0, 14/01987-6, 15/26308-7)

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. (15/11164-0, 14/01987-6, 15/26308-7)

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)