Electrodos híbridos a base de Polianilina/V₂O₅ para el desarrollo de baterías plásticas de litio

Abstract

INTRODUCCIÓNLos materiales híbridos orgánico-inorgánicos representan la interfase natural entre dos campos de la química con contribuciones significativas propias a la ciencia de materiales. Los materiales orgánicos e inorgánicos presentan propiedades características que dan lugar a distintas ventajas y limitaciones. Por ejemplo, la mayoría de los óxidos son materiales cerámicos multigranulares mientras que los polímeros orgá-nicos conductores son plásticos pero, a la vez, carecen de las interesantes propiedades electroquímicas y magnéticas de los anteriores.La investigación en el ámbito de los materiales híbridos comporta retos y brinda nuevas oportunidades. El principal reto es conseguir sintetizar híbridos que mantengan o mejoren las propiedades óptimas de cada uno de los componentes a la vez que eliminen o reduzcan sus limitaciones particulares. Asumir este reto supone una oportunidad para desarrollar nuevos materiales con un comportamiento sinérgico que conlleve una mejora en sus aplicaciones o nuevas propiedades útiles.Describiremos aquí la síntesis y propiedades electroquími-cas de un nuevo tipo de material híbrido orgánico-inorgánico formado por una matriz de polímero orgánico conductor (POC) y óxidos inorgánicos formando materiales compuestos dispersos a nivel molecular.Electrodos de inserción. Los materiales activos usados en electrodos de inserción son en general calcogenuros u óxidos de metales de transición, compuestos fuertemente oxidantes que incorporan cationes (normalmente Li + o H + ) en el interior de sus redes tras la reducción y que los eliminan de forma reversible tras una oxidación (1-3). Reaccionan frente a litio metálico o ánodos de inserción de litio que aportan los iones Li + en un proceso con un mecanismo de tipo "producción-consumo" ("source-sink") en el que tantos iones como se producen en un electrodo se consumen en el otro. Entre estos compuestos podemos mencionar TiS 2 o WO 3 , principalmente por su interés histórico, y también óxidos basados en metales de transición más ligeros, estudiados más recientemente, como V 2 O 5 , MnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 y LiCoO 2 (4,5), siendo este último usado como material activo en el cátodo de baterías recargables de ion litio comercializadas por Sony.El uso de POC como materiales activos para electrodos es más reciente y empieza precisamente después del descubri- Cerámica y VidrioElectrodos híbridos a base de Polianilina/V 2 O 5 para el desarrollo de baterías plásticas de litio M. LIRa-CaNTÚ, a.K.CUENTaS-GaLLEGOS, G.TORRES-GÓMEZ y P. GÓMEZ-ROMERO Institut de Ciència de Materials de Barcelona (CSIC). Campus UAB, 08193 Bellaterra, BarcelonaPresentamos la síntesis y caracterización del híbrido PAni/V 2 O 5 y su aplicación como cátodo en baterías reversibles de litio. La síntesis se realizó directamente a partir del hidrogel de V 2 O 5 . Observamos una relación directa entre las condiciones de síntesis y la carga específica (Ah/Kg) obtenida durante el análisis del material como cátodo en baterías recargables de litio. Por otro lado, se llevaron a...

V2O5/C3H6N6: A Hybrid Material with Reversible Lithium Intercalation/Deintercalation in a Wide Potential Range

“…23 The conducting polymer composites such as polyaniline-V 2 O 5 , polythiophene-V 2 O 5 , polypyrrole-V 2 O 5 have incessantly been worked upon. [24][25][26][27][28] However, them being polymerized organic entities, amorphous lattices are vulnerable to irreversible entrapped ions.…”