https://doi.org/10.15255/KUI.2004.035
Objavljen: Kem. Ind. 54 (4) (2005) 205–214
Referentni broj rada: KUI-35/2004
Tip rada: Izvorni znanstveni rad
Preuzmi rad:  PDF

Ionske kapljevine kao elektrolit u litij-ion člancima: imidazolij- i pirazolij-tetrafluoroborat u LiMn2O4/metalni oksid člancima

J. Čaja, T. D. J. Dunstan, H. A. Dyar, H. Krall i V. Katovic

Sažetak

Opisana je primjena ionskih kapljevina, 1-etil-3-metilimidazolijevog tetrafuouroborata (EMIBF4) i 1-etil-2-metilpirazolijevog tetrafluoroborata (EMPBF4) kao elektrolita u litij-ionskim člancima. U litij-ionskim člancima upotrijebljen je LiMn2O4 kao katoda te metalni oksid (MoO2, Li4Ti5O12) kao anoda. Fizikalno-kemijska svojstva kao što su npr. talište, toplinska stabilnost, provodnost i elektrokemijska stabilnost također su određena. Talište za EMPBF4 je 47,5 °C do 49 °C i 21 °C do 26 °C za 0,8 molalnu LiAsF6 u EMPBF4. EMPBF4 je termalno stabilan do 300 °C. Određena je provodnost čistih ionskih kapljevina kao i ionskih kapljevina u kojim su otopljene litijeve soli (LiBF4, LiAsF6). Za ove posljednje vodljivost je manja nego za čiste ionske kapljevine. Nadalje, vodljivost se smanjuje s povećanjem koncentracije litijeve soli. Razlika potencijala redukcije i oksidacije ionskih kapljevina bila je >4,3 V za sve mjerene sastave ionskih kapljevina osim za čistu EMIBF4, koja je bila nešto niža (4,2 V). Potencijal za redukciju i oksidaciju mjeren prema litijevoj elektrodi bio je manji za ionske kapljevine koje su sadržavale EMIBF4 nego za one koje su sadržavale EMPBF4. Članci su punjeni/pražnjeni pri nekoliko različitih temperatura. Opaženo je da povišenje temperature manje utječe na članke u kojima se upotrebljava EMPBF4.Oba tipa članaka, MoO2/LiMn2O4 i Li4 Ti5O12/LiMn2O4 pokazala su stabilan kapacitet pri sobnoj temperaturi tijekom cikličkog punjenja/pražnjenja i zadržale su stabilnost do 60 °C za članke koji sadrže EMIBF4 ionsku kapljevinu. U člancima koji su imali EMPBF4 stabilan kapacitet dobiven je do 80 °C. Kulonsko iskorištenje pokazalo je slično ponašanje. Dobiveno je iskorištenje od 96 % za oba tipa članaka kod sobne temperature. Kod 80 °C smanjilo se na 90 % za članke koji su upotrijebili EMPBF4 ionsku kapljevinu, dok je u člancima u kojima je upotrijebljen EMIBF4 dobiveno kulonsko iskorištenje od 90 % kod 60 °C ili ispod te temperature.

Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna

Ključne riječi

ionske kapljevine, soli rastaljene pri niskoj temperaturi, litij-ionske baterije, nezapaljiva otapala, članci MoO2/LiMn2O4, članci Li4Ti5O12/LiMn2O4