NANOESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE ELECTROLITOS ?WATER-IN-SALT? PARA BATERÍAS DE LITIO

HORWITZ, GABRIELA; HÄRK, ENELI; STEINBERG, PAULA Y.; CAVALCANTI, LEIDE; CORTI, HORACIO R.

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

Los electrolitos acuosos superconcentrados, Water-in-Salt (WiS), son especialmente atractivosporque combinan las ventajas de los electrolitos acuosos (relativamente seguros y fáciles demanipular) con una ventana de estabilidad electroquímica superior a 3 V [1].En este trabajo analizaremos la relación entre la nanoestructura y las propiedades detransporte de electrolitos WiS, mediante Dispersión de Neutrones de Bajo Ángulo (SANS),conductividad, difusión, viscosidad y números de transporte de tres sistemas de interés en elcampo del almacenamiento de energía, utilizando las sales: bis (trifluorometanosulfonil)imidade litio (LiTFSI) y trifluorometanosulfonato de litio (LiTf). En todas las soluciones, los electrolitosWiS muestran un pico de dispersión SANS que se ajustó con el modelo de Teubner-Strey [2] yda cuenta de una nanoestructuración con distancias características de aproximadamente 1 nm.Las tendencias encontradas para los parámetros morfológicos nos llevaron a proponer unaimagen de estas soluciones como canalesnanométricos ricos en agua que penetran en unamatriz 3D rica en aniones. Además, proponemosque el parámetro que domina la formación de talesheterogeneidades es la fracción volumétrica de sal.También se analizará el desacople preferencial de lamovilidad iónica del litio de la viscosidad de lasolución, que a su vez conduce a un elevadonúmero de transporte de litio, y su relación con lasnanoheterogeneidades. Comprender estos procesoses clave para optimizar el diseño de este nuevo tipode electrolitos [3]Referencias1) Borodin, O. et al. ACS Nano 2017, 11, 10462?10471.2) Teubner, M.; Strey, R. J. Chem. Phys.1987, 87, 3195?3200.3) Horwitz, G; Rodríguez, C; Steinberg, P; Burton, G; Corti, H. Electrochim. Acta 2020, 359,136915