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Previous issue date: 2003-08-19 / Universidade Federal de Minas Gerais / Composites of polypyrrol (Ppy) and LiMn2O4 were
synthesized chronoamperometrically at 0.8 V (vs. ECS) in 0.1 mol.L-1 LiClO4 /acetonitrile (2% H2O added) electrolyte containing 0.1 mol.L-1 of the pyrrol monomer, on carbon fiber (CF) substrates. The optimum concentration of the oxide in the
electrolyte was found as 0.12 g.L-1. Both the previous ultrassonic dispersion of the oxide and the electrolyte mechanic stirring during the synthesis led to the best composite properties. For comparison, other composites were also prepared: Ppy/CF; Ppy(PSS)/CF and Ppy(PSS)/LiMn2O4/CF. Electrochemical stability tests
were performed by cyclic voltammetry for all composites, in the electrosynthesis electrolyte without the monomer and water as well as in 0.1 mol.L-1 LiClO4 / propilene carbonate. The morphology, coupled with elemental analysis, and the electrical properties of all composites were obtained, respectively, by SEM/EDS and impedance spectroscopy. The discharge capacity obtained for the Ppy/LiMn2O4/CF composite was 80 mA.h.g-1, about 100% higher than the one for the Ppy/CF
composite. The capacity value found for Ppy(PSS)/CF was similar, but the charge/discharge runs presented a slow profile to reach the maximum steady value, which is not interesting for cathode in rechargeable batteries. On the other hand, the Ppy(PSS)/LiMn2O4/CF composite showed the smaller capacity value. Therefore,
among all the analyzed composites, the one containing Ppy and LiMn2O4 presented the best performance to be used as cathodes in lithium ion batteries. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6585 |
| Date | 19 August 2003 |
| Creators | Kaibara, Patrícia Silvestre de Oliveira |
| Contributors | Biaggio, Sonia Regina |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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