Transporte de carga em compósitos de polianilina/V2O5

Abstract

Recebido em 2/4/03; aceito em 27/11/03 CHARGE TRANSPORTATION IN POLYANILINE/V 2 O 5 COMPOSITES. In this work, composites formed from a mixture of V 2 O 5 and polyaniline (PANI) were investigated, for applications as cathode materials for secondary lithium batteries. Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) data show that charge compensation in the [PANI] 0.3 V 2 O 5 nanocomposite is achieved predominantly by Li + migration. However, the charge compensation in the [PANI]V 2 O 5 microcomposite occurs by Li + and ClO 4 -transport. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements reveal several benefits of nanohybrid formation, including the achievement of shorter ionic diffusion pathways, the higher diffusion rate of the lithium ion and also the higher electronic conductivity, which are responsible for a synergetic effect of the energy storage properties.Keywords: nanocomposites; V 2 O 5 ; polyaniline. INTRODUÇÃOA nanoarquitetura é um dos principais avanços dos desenvolvimentos científico e tecnológico dos últimos anos, e corresponde a uma das promessas revolucionárias multidisciplinares deste novo século. O desenho de materiais em nanoescala pode contribuir para a otimização e o surgimento de novas propriedades, permitindo o uso desses sistemas em diversas aplicações, como na óptica, eletrô-nica, catálise, biotecnologia e eletroquímica do estado sólido [1][2][3][4][5] . Considerando a importância das interfaces para a eletroquímica, os pesquisadores vêm desenvolvendo novos sistemas à base de nanocompósitos, os quais são caracterizados pelas dimensões das partículas e/ou da distância entre os seus constituintes em uma escala nanométrica 6,7 . Algumas características físico-químicas de materiais compósitos, que já apresentam certa singularidade em razão das interações entre as fases dos seus componentes, podem ser otimizadas pelo uso da nanociência. Realmente, o desenho desses materiais pode maximizar as interações de curto alcance entre os componentes, gerando efeitos sinérgicos nas propriedades do sistema.Algumas matrizes hospedeiras, uni e bidimensionais, constituí-das de camadas, canais, túneis ou completamente amorfas, representam uma classe de materiais formados de poros flexíveis, cujo tamanho pode se adaptar às dimensões de outras espécies intercalantes. Considerando estas características, a comunidade científica vem desenvolvendo e investigando novos materiais obtidos pela inserção de polímeros orgânicos em matrizes inorgânicas, formando compó-sitos com um contato íntimo entre seus constituintes, em uma escala intermediária entre a molecular clássica e a microscópica [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20] . Uma das matrizes inorgânicas mais investigadas é o V 2 O 5 xerogel [21][22][23][24][25][26][27][28] , cuja facilidade de síntese a partir do método sol-gel, permitindo sua formação a baixas temperaturas, incentivou diversos grupos de pesquisa a desenvolverem e analisarem nanocompósitos à base de V 2 O 5 e polímeros orgânicos [29][30][31] . Um dos motivos para o desenvolvime...

Cathodes for lithium ion batteries: the benefits of using nanostructured materials

“…The searches focus on all aspects of these batteries, including improved anodes, [6][7][8] cathodes [9][10][11][12][13][14][15][16][17] and electrolytes. [18][19][20][21][22] However, most of these efforts are concentrated in new cathode materials, since the most used cathode material (LiCoO 2 ) is expensive and is somewhat toxic.…”

“…[55][56][57][58] Among these vanadium derivatives, the layered vanadium pentoxide, LiV 2 O 5 has been the most studied in spite of its low discharge voltage, low electric conductivity and slow diffusion kinetics of lithium ion. 59,60 To improve the performance of cells employing vanadium pentoxide as cathode several tricks have been tested, including the use of aerogels, 61-63 xerogels, [64][65][66] nanocomposites of LiV 2 O 5 with electronically conducting organic polymers 17,60,[67][68][69][70][71][72][73][74][75][76][77][78] and nanostructured materials (nanotubes, nanorods and nanoparticles). [79][80][81] In general, nanotubes of V 2 O 5 are prepared by sol-gel method from the hydrolysis of vanadium (V) triisopropoxide.…”

Intercalados de pentóxido de vanádio com cucurbit[n]urilas e hemi-cucurbit[6]urila

“…Curvas termogravimétricas do VXG e seus intercalados com CB [6]1% e CB [6] Huguenin e seu grupo [26][27][28][29][30][31][32][33] , além do nosso grupo 10,34 ,etc.…”

Obtenção, caracterização e estudos das propriedades de compósitos formados por xerogéis de pentóxido de vanádio e óxido de tungstênio

“…Durante a varredura negativa de potencial, os centros V 5+ são reduzidos a V 4+ e os íons Li + , presentes na solução eletrolítica, intercalam na matriz V 2 O 5 /WO 3 xerogel para compensar a carga dos elétrons injetados. Durante a varredura positiva de potencial, os processos ocorrem no sentido inverso, no entanto, percebe-se que o pico voltamétrico associado ao PCE não aparece de forma intensa, este resultado pode ser atribuído a uma menor capacidade de carga do polímero em relação ao óxido, ou a uma intercalação/desintercalação de íons em sítios ativos do óxido e do polímero orgânico na mesma região de potencial [98].…”