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Desarrollo de electrodos orgánicos a base de polímeros fenilenetinilenos portadores de unidades etilenglicol para baterías de iones de litio
JUAN ALBERTO MORALES GALAVIZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Maestría en Tecnología de Polímeros
En este trabajo de tesis se desarrollaron una serie de electrodos orgánicos a base de cuatro nuevos polímeros de tipo poli(para-fenilenetinilenos) (PPEs) con unidades etilenglicol para su potencial aplicación en baterías ion litio. La síntesis de los polímeros se llevó a cabo mediante una reacción de acoplamiento cruzado de Sonogashira obteniendo un homopolímero de tipo benzoato (HPBz) y tres copolímeros con unidades benzoato y como variantes en su estructura la adición de unidades alcoxi (CPAlBz), la presencia de dos unidades benzoato (CP2Bz) y la adición de unidades azufre (CPSBz). La estructura química de las moléculas se confirmó empleando las técnicas de resonancia magnética nuclear de protón y de carbono (RMN C), además de cromatografía de permeación en gel (GPC) y espectroscopia de ultravioleta-visible (UV-Vis). La electroactividad de las moléculas se comprobó mediante voltametría cíclica (CV). Las celdas electroquímicas, fueron analizadas por espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), a pesar de que los valores de resistencia de las celdas electroquímicas eran altos (comparados con electrodos comerciales), estas a su vez presentaron alta capacidad inicial intrínseca. En los perfiles de carga y descarga se observó el comportamiento típico de electrodos con carácter de cátodo. Además, durante las pruebas de capacidad de retención de carga se observó que los materiales activos presentaban cierta degradación. Por otro lado, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) se evidenció que las dispersiones utilizadas para la fabricación de los electrodos orgánicos (polímero-CSP) presentaban aglomerados de macromoléculas. El presente trabajo representa una alternativa para el diseño y desarrollo de materiales activos para electrodos de baterías ion litio. La adición de grupos funcionales solubles, el aumento de cadena conjugada, la optimización de la metodología para la manufactura de los electrodos y ensamble de las celdas electroquímicas, son algunas de las estrategias recomendadas para continuar mejorando el desempeño electroquímico de los electrodos orgánicos basados en polímeros conjugados de tipo para-fenilenetinileno.
2020
Trabajo de grado, maestría
QUÍMICA
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