Modificação de superfície de catodos para baterias de íon lítio: estudos da interface eletrodo/eletrólito

• Processo: 19/07638-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de julho de 2019
• Vigência (Término): 30 de junho de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roberto Manuel Torresi
• Beneficiário: Ivonne Eliana Monje López
• 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: 17/20043-7 - Nanopartículas para a formação de silício poroso e como aditivos condutores para ânodo em Baterias de Iões de Lítio, BP.PD
• Assunto(s): Eletroquímica Superfícies Baterias de íon-lítio Segurança Tecnologia de baixo custo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cathodes | ionic liquids | lithium ion batteries | Materials, Electrochemistry

Resumo

Modificação de superfície de catodos para baterias de íon lítio. Estudos da interface eletrodo/eletrólito. A demanda crescente por sistemas de armazenamento de alta energia estimulou o interesse em pesquisas extensivas em baterias de íons de lítio (LIBs). Embora as LIBs comerciais para dispositivos elétricos portáteis estejam no mercado há mais de duas décadas, as baterias de íons de lítio para veículos elétricos e veículos elétricos híbridos plug-in estão sob desenvolvimento comercial ativo. O principal desafio remanescente é desenvolver baterias de segurança e de baixo custo com altas densidades de energia e potência, bem como longa vida útil, uma vez que a autonomia do veículo elétrico é diretamente proporcional à capacidade da bateria. Para resolver esses desafios, atualmente existe um enorme interesse na substituição dos componentes atuais da bateria por materiais com melhor desempenho, especialmente naqueles para serem usados como catodos e eletrólitos. Neste projeto, vamos nos concentrar no cátodo e sua interação com diferentes eletrólitos. Primeiramente, serão avaliados três cátodos comerciais que serão modificados em diferentes condições. Em segundo lugar, será explorada a interface eletrodo-eletrólito formada quando os catodos estão em contato com eletrólitos tradicionais (baseados em combinações de carbonatos de alquila lineares e cíclicos) e com diferentes líquidos iônicos sintetizados em nosso laboratório. Além disso, aspectos relacionados à degradação de íons de lítio, bem como determinar como os eletrodos ou interfaces envelhecem com o tempo, sob condições de ciclagem ou armazenamento, serão estudados por meio de estudos convencionais e post-mortem das baterias. Essa combinação tem sido raramente estudada na literatura, principalmente considerando que tanto o método de revestimento e os eletrólitos são desenvolvidos exclusivamente em nosso laboratório. (AU)

Publicações científicas

(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; 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)

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)