Novos compósitos de POMA com LLZO dopados com Sr e Mg e seu potencial para aplicação em eletrólitos de estado sólido - Milério, José Victor Garcia (2024)
Eletrólitos de estado sólido têm sido amplamente aplicados para otimizar o desempenho de baterias de íon-lítio. Nesse contexto, compósitos cerâmico-poliméricos vêm sendo cada vez mais desenvolvidos e analisados por diversas técnicas de caracterização, visando explorar o grande potencial desses materiais como eletrólitos em baterias de estado sólido. No presente trabalho, compósitos cerâmico-poliméricos à base de Li₇La₃Zr₂O₁₂ dopados com estrôncio (Sr) e magnésio (Mg) (LLZO-SM), com adição de poli(o-metoxianilina) (POMA), foram produzidos e caracterizados. A influência da incorporação de diferentes teores de POMA (1%, 5%, 20% e 50%) nas propriedades dos compósitos foi avaliada. Ambos os materiais foram homogeneizados pelo método sonoquímico e moldados em pastilhas por conformação mecânica, sem tratamento térmico posterior. Os compósitos produzidos foram caracterizados em termos de suas propriedades estruturais, térmicas, morfológicas e elétricas. Os resultados de difração de raios X (DRX) mostraram alterações nas fases cristalinas dos compósitos, especialmente a partir da adição de 20% de POMA na matriz de LLZO-SM. A análise por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) confirmou a presença de grupos funcionais característicos de POMA e LLZO-SM, indicando uma boa interação entre os materiais constituintes do compósito. A análise termogravimétrica demonstrou estabilidade térmica, especialmente para os compósitos contendo 1%, 5% e 20% de POMA. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram modificações graduais na morfologia dos compósitos à medida que aumentou a concentração de POMA. Os resultados obtidos através da caracterização por espectroscopia de impedância complexa (EIC), demonstraram que a formação do compósito POMA/LLZO-SM proporcionou melhorias significativas na condutividade elétrica e uma redução expressiva na impedância dos materiais. A amostra com 20% de POMA mostrou-se a mais adequada para aplicações que requerem uma menor resistência elétrica. Esta amostra apresentou uma excelente combinação de propriedades estruturais, térmicas e morfológicas dentro dos parâmetros analisados, posicionando-se como um candidato promissor para eletrólitos de estado sólido em baterias de íon-lítio, bem como para futuros estudos no mesmo campo de aplicação tecnológica. Palavras-chave: LLZO-SM, POMA, compósitos, eletrólitos sólidos, baterias.