OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE COMPOSITOS MONTMORILLONITA/POLIANILINA PARA APLICACIONES EN CELDAS DE LITIO

GAMBA MARTINA; CABALLERO MARIA FLORENCIA; COZZARIN MELINA; AMICI JULIA; FRANCIA CARLOTTA; BODOARDO SILVIA; VISINTIN ARNALDO

San Miguel de Tucumán

Congreso; XXI Congreso Argentino de Físicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Introducción: El reemplazo de combustibles fósiles por fuentes de energía renovablesdemanda el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía con altadensidad de energía y vida útil, donde se destacan las baterías de Li-S, que presentanuna capacidad y energía específica teóricas de 1675 mAhg-1 y 2600 WhKg-1,respectivamente. En las baterías de Li-S se deben resolver aun ciertos problemas ensu composición para ser viables tecnológicamente. En este trabajo, se obtuvo ycaracterizó compositos montmorillonita/polianilia (MMT/PANI) para utilizarlo comopelícula en el separador de las baterías Li-S evitando la formación de dendritas en elánodo de Li durante el ciclado. Se obtuvieron dos compositos con diferente relaciónMMT/PANI mediante la polimerización química. Los materiales fueron caracterizadospor difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétricos (TG), potencial zeta yespectroscopía de infrarrojo (FTIR). Se aplicó una cubierta del composito sobre elseparador Celgard y se evaluó su desempeño en celdas Li vs Li (estudios de plating &stripping).Resultados: Los TG permitieron establecer la relación en masa MMT/PANI en loscompositos, siendo éstas 87/13 y 6/94, por lo cual a las muestras se las denominóMMT/PANI 87/13 y MMT/PANI 6/94, respectivamente. Por DRX , se pudo establecer lapresencia del polímero en la zona interlaminar de la arcilla, como consecuencia delintercambio de los cationes inorgánicos y sus esferas de hidratación por el monómeroprotonado. La aparición, en FTIR, de las bandas de absorción a número de onda>2000 cm-1 y ~1240 cm-1 características de la forma conductora de la PANI, permitióestablecer que la forma química del polímero en los compositos es la sal deemeraldina. En la muestra MMT/PANI 6/94, además, se observó que a pH<7, elpotencial zeta es positivo dando cuenta que el polímero en esta muestra se encuentratambién en la superficie externa de la MMT. Por último, los estudios de Liplating&stripping a corrientes elevadas (5mAcm-2) mostraron que la muestraMMT/PANI 87/13 exhibió un sobrepotencial bajo (22 mV) y mayor estabilidad con elciclado hasta 177 ciclos, en contraposición con el separador sin la pintura donde elsobrepotencial se encontró en promedio en 31 mV y resulto estable hasta 80 ciclos,indicando que la cubierta es efectiva y mejora del desempeño electroquímico.Conclusiones: Los resultados permitieron mostrar que la estrategia delineada esplausible de ser considerada para mejorar el desempeño de celdas Li-S. Se estátrabajando en experimentos empleando celdas completas.