Preparação e caracterização de compósitos de polipirrol (LiMn2O2)/ fibra de carbono para catodos em baterias secundárias. / Polypyrrol (LiMn204)/ carbon fiber composites as cathodes in rechargeable batteries.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Compósitos de polipirrol (Ppy) e LiMn2O4 foram sintetizados cronoamperometricamente a 0,8 V (vs. ECS) em solução de LiClO4 0,1 mol.L-1 / acetonitrila e 2% de H2O, contendo 0,1 mol.L-1 do monômero pirrol, em substratos de fibra de carbono (FC). Determinou-se que a concentração ótima de óxido no eletrólito de eletrossíntese foi de 0,12 g.L-1. Uma prévia agitação ultrassônica do óxido no eletrólito, somada à agitação mecânica do mesmo durante a eletrossíntese favoreceu a dispersão do óxido e conseqüentemente a qualidade do depósito. Outros compósitos foram eletrossintetizados para comparação: Ppy somente; Ppy e poliânion PSS (poliestirenossulfonato de sódio); e um último, contendo Li1,05Mn2O4 além dos dois polímeros. Testes de estabilidade eletroquímica foram realizados via sucessivos ciclos de voltametria cíclica para todos os filmes no eletrólito de eletrossíntese, na ausência do monômero e água, e também em LiClO4 0,1 mol.L-1 / carbonato de propileno. A caracterização morfológica dos compósitos foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura, concomitantemente à análise de elementos através da espectroscopia de energia dispersiva; a caracterização elétrica foi realizada por espectroscopia de impedância eletroquímica. A capacidade de descarga obtida para o compósito contendo Ppy e Li1,05Mn2O4 foi 80 mA.h.g-1, cerca de 100 % maior que a do filme de Ppy somente. O valor da capacidade para o compósito contendo Ppy e PSS foi semelhante ao do primeiro, entretanto foram necessários o dobro do número de ciclos de carga/descarga para que se definisse um valor constante de capacidade não sendo, portanto, um comportamento interessante para catodos de baterias; já a capacidade obtida para o compósito contendo Ppy, Li1,05Mn2O4 e PSS foi inferior às anteriores, não havendo a estimada contribuição dos dois dopantes juntos na matriz polimérica. Sendo assim, o compósito Ppy/Li1,05Mn2O4/FC foi o que apresentou as melhores características para uma bateria de íons lítio, indicando que os sítios do óxido mantiveram-se acessíveis para a intercalação dos íons lítio e o polímero funcionou como material ativo e rede condutora para o óxido semicondutor.

ASSUNTO(S)

polímeros condutores compósitos poliméricos fisico-quimica Óxido de manganês baterias secundárias fibra de carbono polipirrol

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