abstrato

neste estudo , um terpolímero de pentabloco líquido iônico polimerizado condutor de íons de lítio (PILPTP) foi investigado como um bateria eletrólito (xiamen tmaxcn inc.) para baterias de íon de lítio. o terpolímero pentabloco ABCBA, poli(tbs-b-ep-b-ms-b-ep-b-tbs) (tbs u003d terc-butil-estireno; EP u003d etileno-r-propileno ; MS u003d 4-metilestireno), foi bromado e quaternizado para ligar covalentemente dois cátions diferentes (metilimidazólio e metilpirrolidínio) ao bloco C e subsequentemente trocado iônico para formar dois pilptps trocados por tfsi diferentes (mpyr-tfsi e mim-tfsi; TFSI u003d bis(trifluorometano)sulfonimida). independente, mecanicamente estável, filmes transparentes de SPE foram produzidos com mpyr-tfsi e mim-tfsi contendo 1 M de litfsi/líquido iônico (IL) (IL u003d emim-tfsi ou PYR14-TFSI; emim u003d 1-etil-3-metilimidazólio, PYR14 u003d 1-butil-1-metilpirrolidínio), referido como mpyr-tfsi+li-tfsi/pyr14-tfsi e mim-tfsi+li -tfsi/emim-tfsi. ambas as spes mostram condutividades iônicas promissoras,estabilidades eletroquímicas, e estabilidades de decapagem e chapeamento. especificamente, a SPE mim-tfsi+litfsi/emim-tfsi possuía uma condutividade iônica de 0.1 msc m-1 em 28° C; a SPE mpyrtfsi+li-tfsi/pyr14-tfsi possuía uma janela de estabilidade eletroquímica de 4.2 V versusli/li+ à temperatura ambiente; o mpyr-tfsi+li-tfsi/pyr14-tfsi SPE exibiu perfis de sobretensão de decapagem e galvanização estáveis ao longo de 500 ciclos a 70° C. estes resultados demonstram a viabilidade de um polímero multibloco PIL como um SPE para baterias de íon de lítio.

palavras-chave: polímero multibloco; líquido iônico; bateria

2. experimentais

2.1. materiais

sal de lítio de bis(trifluorometano)sulfonimida (li-tfsi, 99.95%), e fita de lítio (0.38 mm

× 23 mm, 99.9%) foram usados como recebidos de sigma-aldrich. 1-etil-3-metilimidazólio bis(trifluorometilsulfonil)imida (emim-tfsi, 99%, iolitec) e 1-butil-1-metilpirrolidínio bis(trifluorometilsulfonil)imida (PYR14-TFSI, 99%, iolitec) foram secos sob vácuo dinâmico por 24 h e armazenados em argônio vácuo porta-luvas (xiamen tmaxcn inc.) antes do uso. folha de alumínio revestida de carbono condutora (0.05 mg cm-2), estojos de moedas com o-rings para pesquisa de baterias, espaçadores de aço inoxidável para células CR2032 (15.5 mm de diâmetro× 0.5 mm de espessura, 15.5 mm de diâmetro× 0.2 mm de espessura), e molas onduladas de aço inoxidável para caixas CR2032 foram usadas como recebidas de equipamentos de bateria xiamen TMAX limitados. substratos de revestimento de liberação de PET mylar (grau 26965, 0.0762 mm) foram usados como recebidos de LOPAREX. água deionizada com resistividade > 18 mΩ cm foi usado conforme apropriado.

2.4. testes eletroquímicos

todas as células de teste eletroquímicas foram preparadas e montadas em um porta-luvas purgado com argônio (concentrações de água e oxigênio < 5 ppm). condutividade iônica e voltametria linear foram medidos com um analisador de impedância (solartron 1260) e potenciostato/galvanostat (solartron 1287), respectivamente. Uma célula de dois eletrodos foi usada para medições de condutividade iônica, onde as especificações foram colocadas entre dois eletrodos de bloqueio sólido de aço inoxidável (área de superfície u003d 1.2161± 0.0015 cm2) dentro de uma célula telfon vedável feita sob medida [28. varreduras de impedância (gráficos de nyquist) foram medidas a 10 mv de amplitude em uma faixa de frequência de 1 mhz a 1 hz em potencial de circuito aberto a uma temperatura faixa de 28 a 105° C controlado por fita de aquecimento (briskheat; xtremeflexsdc) e um controlador de temperatura digital com tipo termopar (modelo 650, OMEGA). spes foram equilibradas por pelo menos 1.5 h em cada temperatura. a condutividade iônica foi calculada usando a seguinte equação: u003d L/AR, onde L e A é a espessura e a área da seção transversal do SPE, respectivamente; resistência, R, foi determinada a partir da regressão em semicírculo de alta interceptação x do gráfico de nyquist.

a estabilidade eletroquímica foi determinada por voltametria de varredura linear (LSV) com carbono condutor como eletrodo de trabalho e metal de lítio como eletrodos de referência e contador . a célula de teste

foi montado em um porta-luvas cheio de argônio, colocando os filmes de SPE entre a fita de lítio (contador e eletrodo de referência , 12 mm de diâmetro) e o eletrodo de carbono condutor (eletrodo de trabalho , 12 mm de diâmetro) em uma célula tipo moeda CR2032 . gotas adicionais de 1.0 M litfsi/il (80 mg) foram adicionados a cada eletrodo durante a montagem para melhorar o contato entre os eletrodos e as células SPE. foram então pressionadas duas vezes usando um crimpador de células de moedas . a célula foi examinada a uma taxa de tensão de 1 mv s-1 de -1 a 6 V (vs. li/li+) sob temperatura ambiente.

a ciclabilidade e estabilidade da SPE com o metal lítio foi avaliada usando um testador de bateria (xiamen tmaxcn inc.) por decapagem e chapeamento. a célula de teste foi montada colocando o SPE condutor de íons de lítio entre duas fitas de lítio (12 mm de diâmetro.) usando um processo de montagem semelhante ao descrito acima. células simétricas de metal de lítio/spe/metal de lítio foram examinados sob corrente constante (0.02 ma cm-2, polarização reversa a cada 1h) a 70° C controlada por uma câmara de temperatura (MTC-020, MACCOR). as varreduras de impedância foram coletadas com um analisador de impedância a cada 10 ciclos de polarização a 10 mv de amplitude em uma faixa de frequência de 100 khz a 1 hz.