Propiedades eléctricas de membranas fabricadas con complejos electrolíticos poliméricos PVA-OH/LI2SO4/PEG400

Electrical Properties of Membranes Made with Polymer Electrolyte Complexes PVA-OH/LI2SO4/PEG400

Se han preparado electrolitos poliméricos conductores de iones de litio basados en alcohol polivinílico (PVA-OH) complejado con sal Li₂SO₄ y diferentes porcentajes en peso de plastificante PEG₄₀₀ mediante la técnica de colada en solución utilizando agua desionizada como disolvente. El análisis termogravimétrico (TGA) mostró que la estabilidad térmica de los materiales dependía del contenido de plastificante. El estudio FTIR confirmó la formación de complejos polímero-sal. Los espectros de módulo indicaron la naturaleza no-Debye del material; se aprecia un proceso de relajación dominante asociado a la transición dinámica vítrea, relajación-α. 

El máximo de cada pico se desplaza a frecuencias más altas a medida que aumenta el plastificante debido a una mejora de la movilidad dipolar en el origen de los movimientos cooperativos. Se observa una dependencia en frecuencia de la ley de potencia de la parte real de la conductividad eléctrica, característica de los efectos de las correlaciones ion-ión y/o ion-cadena en el movimiento de los iones. Esta variación se ajusta bien a una expresión de Jonscher.

INTRODUCCIÓN

Durante muchos años, la batería de níquel-cadmio (NiCd) fue la única opción para aplicaciones portátiles como teléfonos móviles, ordenadores y aeromodelos   . En 1990, aparecieron las baterías de níquel-metal-hidruro (NiMH) e ion-litio (Li-ion), ofreciendo mayores capacidades y menores pesos. Ambas tecnologías reclamaron su superioridad sobre la otra, pero últimamente se ha hecho patente que las baterías de ion-litio han ganado la carrera. Por otra parte, la batería de polímero de litio (LiPo), también conocida como lipo, se diferencia del resto de las baterías por el electrolito usado  . 

El diseño original de las baterías LiPo data de los años 70, usando un polímero sólido como electrolito. Este electrolito se ensamblaba en un recipiente plástico que no conducía la electricidad, impidiendo el paso de electrones . El polímero sólido ofrece ventajas de fabricación, permitiendo alcanzar grosores de 1 milímetro, lo que permite crear baterías con el espesor de una tarjeta de crédito. Desafortunadamente, el polímero sólido sufre de baja conductividad debido a la alta resistencia interna, por lo que no puede ofrecer suficiente capacidad de descarga y tiende a aumentar su temperatura hasta cerca de 60 °C, lo que la hace inviable para ciertas aplicaciones.

Este trabajo se dirige a una de las soluciones a este problema, añadiendo un plastificante a electrólitos poliméricos basados en una matriz polimérica con sales de litio inmersas, del tipo (PVA-OH)x.Li-sal.