Spektroskopische Identifizierung der Lithiumionentransportierenden Spezies in LiTFSI-dotierten ionischen Flüssigkeiten

Die Solvatation des Lithium-Ions in LiTFSI-dotierten ionischen Flüssigkeiten, die auf alkylsubstituierten Imidazoliumkationen und bis(trifluoromethanesulfonyl)imid-Anionen (TFSI-) basieren, wurde mit Hilfe von Infrarot- und Raman-Spektroskopie untersucht. Die spektralen Veränderungen, die für einige TFSI-Vibrationen auftreten, die empfindlich auf die Lithiumkoordinierung sind, wurden mithilfe von DFT-Berechnungen analysiert. Darüber hinaus stellten sich die Vibrationen des Lithium-Ions in seinem solvatisierenden Käfig als verantwortlich für ein breites IR-Absorptionsband heraus, das bei 374 cm(-1) zentriert ist. Bei niedrigen bis moderaten LiTFSI-Molenfraktionen, 0,08 < x < 0,2, wurde festgestellt, dass der Li(TFSI)2--solvatisierende Käfig bidentate Koordinationen von Li+ mit zwei Sauerstoffatomen eines Anions in der trans (C2)-Konformation und zwei Sauerstoffatomen des anderen Anions in der cis (C1)-Konformation beinhaltete. Bei höheren LiTFSI-Konzentrationen, bis zu x = 0,5, wird die Koordinationszahl des Lithium-Ions-TFSI progressiv geringer als 2, was auf die mögliche Bildung von Aggregaten hinweist.