1 Badania właściwości mieszanin: ciecz jonowa – sól litu dedykowanych zastosowaniom w ogniwach litowych pracujących w podwyższonych i wysokich temperaturach Krzysztof Tomasz Grzelak pod opieką dr. inż. Macieja Marczewskiego na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej

2 Ogniwa litowe - ogniwa z metalicznym litem - ogniwa litowo-jonowe K. Xu, Chem. Rev. 104, 4303-4417, 2004

3 Ciecze jonowe sole, które topią się w temperaturze < 100  C EMIMTFSI PY 13 TFSI PY 14 TFSI -16 -9 12 -7

4 Ciecze jonowe niezadowalające liczby przenoszenia jonów litu M. Forsyth, H. Yoon, F. Chen, H. Zhu, D. R. MacFarlane, M. Armand and P. C. Howlett, J. Phys. Chem. C 2016, 120, 4276

5 Co chcemy zyskać? Zastosowanie soli litu zwiększy liczbę przenoszenia Niskie temperatury topnienia soli W. A. Henderson and S. Passerini, Chem. Mater., 2004, 16, 2881

6 Co chcemy zyskać? W. A. Henderson, Ionic Liquid Thermal Phase Behavior: Linking Together Ion Structure, Crystal Packing and Disorder, COIL-4 J. C. Lassegues, J. Grondin, C. Aupetit, and P. Johansson, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 305 J. C. Lassegues, J. Grondin and D. Talaga, Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8, 5629 J. L. Nowinski, P. Lightfoot and P. G. Bruce, J. Mater. Chem., 1994, 4, 1579 K. Matsumoto, R. Hagiwara and O. Tamada, Solid State Sci., 2006, 8, 1103

7 Dotychczas wykonana praca Zapoznanie się z technikami badawczymi stosowanymi przy charakteryzacji elektrolitów niewodnych Zdobycie umiejętności w zakresie pracy z wykorzystaniem związków chemicznych wrażliwych na kontakt z wodą i powietrzem Przygotowanie próbek z EMIMTFSI, P14TFSI, P13TFSI Spektroskopia Ramana próbek mieszanin oraz czystych cieczy jonowych Badanie przewodnictwa próbek opartych na P14 oraz liczb przenoszenia mieszaniny EMIMTFSI i LiTFSI

8 Przedmiot badań Q. Zhou, P. D. Boyle, L. Malpezzi, A. Mele, J. -H. Shin, S. Passerini and W. A. Henderson, Chem. Mater., 2011, 23, 4331

9 Spektroskopia Ramana

10  pasma położone około 720-770 cm -1 “Związane” TFSI - 757-746cm -1 “Związane” TFSI - 757-746cm -1 “Wolne” TFSI - 744-738cm -1 “Wolne” TFSI - 744-738cm -1 Li(C 1 ) 2 747.5cm -1 Li(C 1 ) 2 747.5cm -1 Li(C 2 ) 2 749.5cm -1 Li(C 2 ) 2 749.5cm -1 Li(C 1 C 2 ) 748cm -1 Li(C 1 C 2 ) 748cm -1 “Wolne” C 1 741-738cm -1 “Wolne” C 1 741-738cm -1 “Wolne” C 2 743-741cm -1 “Wolne” C 2 743-741cm -1 Większe aglomeraty 749-757cm -1 Większe aglomeraty 749-757cm -1 W. A. Henderson, Ionic Liquid Thermal Phase Behavior: Linking Together Ion Structure, Crystal Packing and Disorder, COIL-4 J. C. Lassegues, J. Grondin, R. Holomb and P. Johansson, J. Raman Spectrosc. 2007, 38, 551 J. C. Lassegues, J. Grondin, C. Aupetit, and P. Johansson, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 305 Y. Umebayashi, T. Mitsugi, S. Fukuda and T. Fujimori, K. Fujii, R. Kanzaki, M. Takeuchi, S. Ishiguro, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 13028 Q. Zhou, P. D. Boyle, L. Malpezzi, A. Mele, J.-H. Shin, S. Passerini and W. A. Henderson, Chem. Mater., 2011, 23, 4331 C2C2 C1C1

11 Spektroskopia Ramana (I)

12 Spektroskopia Ramana (II)

13 Przewodnictwo

14

15 Co planujemy? Kontynuowanie charakterystyk mieszanin Temperaturowe pomiary spektroskopowe Pomiary liczb przenoszenia Pomiary stabilności elektrochemicznej Dodanie do mieszanin PEO i próba otrzymania elektrolitu polimerowego

16 Dziękuję za uwagę