Dinâmica molecular de materiais iônicos híbridos para baterias de lítio

Resumo

Líquidos iônicos são capazes de dissolver íons, por exemplo, sais de lítio, possibilitando sua aplicação como eletrólitos para baterias. Os eletrólitos formados pela dissolução de sais de lítio em líquidos iônicos possuem alta tendência de formar agregados iônicos, devido à forte interação do Li+ com os ânions. Este efeito acarreta baixa condutividade iônica do eletrólito, o que é indesejável para a aplicação em baterias. Portanto, novos materiais que possam diminuir a interação dos íons Li+ com os ânions são altamente desejados neste contexto. Desta forma, estamos propondo neste projeto, simulação computacional de novos materiais que apresentam potencial para diminuir a formação dos agregados iônicos. Os novos materiais alvos de estudo deste projeto envolve líquidos iônicos cuja cadeia lateral nos cátions apresenta número variável de segmentos (-CH2CH2O-)n, em que n=2,4 ou 6. A presença de átomos de oxigênio na cadeia lateral permitiria a interação com os cátions Li+, o que diminuiria a formação dos agregados mencionados anteriormente. Nanocompósitos de argilas com poli(oxietileno), PEO, mostraram aumento de condutividade iônica a temperatura ambiente em relação ao eletrólito PEO/LiBF4. Vislumbrando uma possível aplicação de sistemas híbridos formados por líquidos iônicos e argilas como eletrólitos para baterias idealizamos a segunda parte desta proposta. A terceira parte deste projeto envolverá a proposição de modelos polarizáveis para líquidos iônicos a partir de dados de simulações ab initio. Os potenciais de interação serão obtidos pelo procedimento estudado pelo proponente durante seu estágio de pós-doutorado no grupo do Prof. Paul A. Madden na University of Edinburgh. (AU)