Four Phosphonium-based Ionic Liquids. Synthesis, Characterization and Electrochemical Performance as Electrolytes for Silicon Anodes

Autor(es)

Sanchez-Ramirez, Nedher ^{[1, 2]} ; Monje, Ivonne E. ^[1] ; Martins, Vitor L. ^{[1, 3]} ; Belanger, Daniel ^{[4, 5]} ; Camargo, Pedro H. C. ^{[6, 1]} ; Torresi, Roberto M. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Inst Quim, Dept Quim Fundamental, Ave Prof Lineu Prestes 748, BR-05500000 Sao Paulo - Brazil

^[2] Univ Ingn & Tecnol UTEC, Dept Ciencias, Lima - Peru

^[3] Univ Sao Paulo, Dept Engn Met & Mat, Escola Politecn, Ave Prof Mello Moraes 2463, BR-05508030 Sao Paulo - Brazil

^[4] Univ Quebec Montreal, Dept Chim, Case Postale 8888 Succursale Ctr Ville, Montreal, PQ H3C 3P8 - Canada

^[5] Univ Quebec Montreal, NanoQAM, Case Postale 8888 Succursale Ctr Ville, Montreal, PQ H3C 3P8 - Canada

^[6] Univ Helsinki, Dept Chem, AI Virtasen Aukio 1, Helsinki 00014 - Finland

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CHEMISTRYSELECT; v. 7, n. 4 JAN 27 2022.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Herein, we describe the synthesis, characterization and electrochemical performance of four phosphonium-based ionic liquids (ILs) as electrolytes, Physicochemical properties such as viscosity, density, ionic conductivity, and thermal stability of ILs and conventional organic solvent ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DEC) were experimentally determined at different temperatures. All ILs showed thermal stability greater than 300 degrees C, surpassing the stability of the conventional organic solvent, whose flash points were 145 and 23 degrees C for EC and DEC, respectively. Nevertheless, at room temperature, all ILs are much more viscous than EC/DEC. The composite Si -{[}P-2224]{[}FSI] (triethyl-n-butylphosphonium bis(fluoromethylsulfonyl)imide) and Si-EC/DEC anodes exhibit initial specific capacities at 0.15 A/g of 2409 and 2631 mAh/g, respectively. This demonstrates that despite the inferior transport properties of ILs, short alkyl-substituted phosphonium ILs like {[}P-2224]{[}FSI] are potentially competitive for the new generation of electrolytes for LIBs. NMR, DSC, TGA, and galvanostatic discharged/charged were used as characterization techniques. (AU)

• Processo FAPESP: 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.
• Beneficiário: Nédher Sánches Ramírez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/08553-2 - Espectroscopia computacional de moléculas diatômicas
• Beneficiário: Antonio Gustavo Sampaio de Oliveira Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/26309-4 - Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas
• Beneficiário: Vitor Leite Martins
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 19/07638-7 - Modificação de superfície de catodos para baterias de íon lítio: estudos da interface eletrodo/eletrólito
• Beneficiário: Ivonne Eliana Monje López
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/20043-7 - Nanopartículas para a formação de silício poroso e como aditivos condutores para ânodo em Baterias de Iões de Lítio
• Beneficiário: Ivonne Eliana Monje López
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/11164-0 - Estudo da intercalação de lítio em nanopartículas de silício produzido por plasma induzido usando líquidos iônicos como eletrólitos
• Beneficiário: Nédher Sánches Ramírez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/26308-7 - Otimização das propriedades físico-químicas de materiais nano-estruturados e suas aplicações em reconhecimento molecular, catálise e conversão/armazenamento de energia
• Beneficiário: Roberto Manuel Torresi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 21/07297-5 - Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas
• Beneficiário: Vitor Leite Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores