Preparación y Caracterización de Electrolitos Poliméricos de Mezcla de PVC/PMMA Complejados con LiN(C2F5SO2)2

Preparation and Characterization of PVC/PMMA Blend Polymer Electrolytes Complexed with LiN(C2F5SO2)2

Se prepararon películas delgadas de electrolitos de mezclas poliméricas compuestas de Poli(cloruro de vinilo) (PVC) y Poli(metacrilato de metilo) (PMMA) y plastificadas con una combinación de carbonato de etileno (EC) y carbonato de propileno (PC) para diferentes concentraciones de sal de imida de litio, LiN(C₂F₅SO₃)₂ , utilizando la técnica de colada en solución. Las películas se sometieron a mediciones de impedancia a. c. en función de la temperatura, que osciló entre -30 °C y 70 °C. Se analizó la variación de la conductividad iónica en función de la temperatura y del contenido de PVC en la mezcla. También se estudió el papel del PMMA en los fenómenos que se producen en la interfase entre el electrolito polimérico plastificado y el electrodo de litio. Las películas fundidas también se sometieron a estudios TG/DTA y FT-IR que se discuten.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de electrolitos poliméricos sólidos con alta conductividad iónica a temperatura ambiente y subambiental ha sido ampliamente estudiado debido a sus aplicaciones potenciales en dispositivos electroquímicos, como baterías de alta densidad energética, dispositivos electrocrómicos y sensores químicos[1,2]. El poli(óxido de etileno) (PEO) es uno de los primeros sistemas ampliamente estudiados. Sin embargo, sus aplicaciones prácticas a temperatura ambiente están limitadas por el alto punto de fusión de la fase cristalina del PEO y la coordinación del ión Li+ con átomos de oxígeno en la fase amorfa del PEO, lo que resulta en bajas conductividades iónicas de 10^-4 a 10^-5 S/cm a temperatura ambiente[3].

Aunque el poli(acrilonitrilo) (PAN) tiene propiedades atractivas como alta conductividad iónica (10^-3 S/cm a 25 °C)[4,5], estabilidad electroquímica de 4.5 V y un número de transferencia de litio alrededor de 0.6, su escasa compatibilidad con el ánodo metálico de litio sigue siendo un problema[6,7]. Iijima et al.[8] han explorado la posibilidad de utilizar gel de PMMA como electrolito. Los estudios electroquímicos sobre PMMA con diferentes sales de litio y electrolitos basados en mezclas de PMMA y PAN han sido reportados recientemente[9-11]. A pesar de la mejor conductividad y compatibilidad de los electrolitos de PMMA con los electrodos de litio, su aplicación práctica se ve contrarrestada por su escasa resistencia mecánica. Algunos investigadores[12,13] han señalado la posibilidad de utilizar PVC como electrolito en baterías de litio.