Nghiên cứu tính chất hóa lý và điện hóa của dung môi DESs tổng hợp từ 2,2,2-trifluoroacetamide và muối LiTFSI ứng dụng làm chất điện giải trong pin lithi-ion

Chất điện giải đóng vai trò vân chuyển các ion Lithi từ cực dương sáng cực âm trong quá trình sạc và ngược lại. Dung môi được tạo thành từ muối Lithi hòa tan trong dung môi hữu cơ đã ứng dụng rộng rãi những năm 1970 khi pin Lithi được phát triển đầu tiên. Hầu hết, các pin thứ cấp Lithi hiện sử dụng điện giải hữu cơ. Chất lỏng gồm các cation hữu cơ và anion vô cơ, do không có mặt dung môi hữu cơ dễ cháy, chúng được sử dụng để sản xuất pin an toàn. Hơn nữa, loại điện giải này có độ phân cực cao cho phép hòa tan các hợp chất kim loại vô cơ, hữu cơ và chúng có thể tồn tại ở trạng thái lỏng trong khoảng nhiệt độ rộng. Một loại dung môi khác có tính chất tương tự như chất lỏng ion là dung môi cộng tinh sâu (DESs) được công bố gần đây vào năm 2001. DESs thường được hình thành bởi một chất nhân liên kết hydro, trong đó sự khử điện tích do tương tác liên kết hydro giúp giảm nhiệt độ hình thành DES ở nhiệt độ thấp thậm chí là ở nhiệt độ phòng. DESs ưa chuộng hơn chất lỏng ion vì rẻ và dễ tổng hợp với độ tinh khiết cao hơn. Trong nghiên cứu này, dung môi cộng tinh sâu "deep eutectic solvents" (DESs) được tổng hợp từ 2,2,2-trifluoroacetamide (TFA) và muối lithi bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) với các tỉ lệ tương ứng là 1:1,5; 1:2; 1:3 và 1:4. Sự hình thành DESs được kiểm chứng bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) và phương pháp phân tích nhiệt vi sai (TGA). Bên cạnh đó, các tính chất hóa lý và điện hóa được nghiên cứu đánh giá như độ nhớt, độ dẫn ion và độ bền oxi hóa khử. Kết quả nghiên cứu cho thấy DESs được tổng hợp ở tỉ lệ LiTFSI:TFA(1:4) có độ nhớt thấp (42,2 mPa.s) và độ dẫn cao (1,53 mS.cm−1 ) ở 30oC, có độ bền nhiệt và độ bền oxy hóa khử tương đối tốt (5,2 V so với Li+/Li) thích hợp để làm chất điện giải cho pin sạc lithi-ion.