Ref.: MpoPr29-002
Apresentador: Roger Franco Baldissera
Autores (Instituição): Baldissera, R.F.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul); Pires, M.J.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul); LIGABUE, R.A.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul); Henriques, M.P.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul);
Resumo:
Separadores para baterias de íon lítio são parte essencial para a segurança e eficiência desses dispositivos, podendo ser produzidos a partir de diferentes polímeros como polipropileno (PP), polietileno (PE), entre outros. Esses separadores são membranas microporosas, onde o íon lítio consegue ser transportado entre ânodo e cátodo sem causar um curto-circuito. Dentre os polímeros, destaca-se o polipropileno, pelo seu menor custo e boas propriedades mecânicas e térmicas. Para produzir separadores de polipropileno com microporos é necessário utilizar um dos dois métodos, a seco ou a úmido. No método úmido é adicionado algum composto solúvel à matriz polimérica e após o processamento é feita uma lavagem com solvente adequado. No método a seco o polímero é processado, com diferentes carga e aditivos, e a formação de poros é feita por um processo mecânico de alongamento (streching) mono ou biaxial, gerando poros micrométricos e bem distribuídos na matriz polimérica. Primeiro método tem maior custo gerando um efluente que deve ser tratado. O segundo processo é o mais utilizado, pois é mais fácil de ser implementado em uma linha de produção. Porém cuidados são necessários na fabricação do separador pelo método de alongamento. No caso do polipropileno, é necessário que a fase beta seja predominante para garantir a geração de poros com tamanho e distribuição adequados para o transporte eficiente e seguro dos íons lítio pela membrana. Entretanto, o processo de fabricação de filmes de PP a fase alfa é majoritária, sendo necessário a mudança de fase para beta, facilitando a fabricação. Diversos agentes beta nucleante tem sido propostos, mas poucos estudos tem sido feitos sobre a ação de cargas adicionadas para melhorar diferentes propriedades das membranas separadoras. Pode ser utilizado cargas junto com o polímero, como zeólita e óxido de grafeno. Objetivo desse trabalho é avaliar a ação de agentes beta nucleantes tradicionais quando associados a óxido de grafeno e zeólitas, para a geração de poros em separadores de PP. Para tanto, filmes finos (<30 µm) foram obtidos por prensagem a quente de PP isotático (H33, Braskem) com controle das temperaturas de aquecimento e resfriamento para evitar a conversão da fase alfa em beta. Após a prensagem foi feito o alongamento em um protótipo construído dentro de uma estufa, onde os filmes sofrem alongamentos em temperaturas de 25 até 100ºC em diferentes velocidades (0,5 até 60 mm/min). Testes preliminares de alongamento para formação de membranas foram feitos, mostrando a formação de poros de diversos tamanhos. Análises de microscopia eletrônica de varredura mostrou formação microporosa desejada (<1 µm), porém existem poros de tamanho maior (>20 µm) presente, sendo necessário ajustes no procedimento de alongamento. Serão feitas análises de WAXS, SAXS, eletroquímicas e mecânicas nos separadores e filmes fabricados.