Eletrodos de pentóxido de vanádio xerogel modificados: caracterização estrutural-eletroquímica frente a intercalação de lítio - Almeida, Érica Cristina (2001)
Este trabalho apresenta um estudo estrutural e eletroquímico de A0.11 V2O5.nH2O (A = Eu, Tb) e de V2O5.nH2O preparado pelo método do sol-gel. Os compostos xerogéis foram submetidos a dois tratamentos térmicos (T = 300°C e 400°C). A caracterização estrutural do pó de A0.11V2O5.nH2O foram feita por difração de raios-x (XRD), infra-vermelho (FTIR) e espectroscopia de absorção de raios-X (XAS). Os eletrodos compósitos de LixA0.11V205.nH2O, PVDF foram estudados por voltametria cíclica e cronopotenciometria (ciclos de descarga/carga). O desempenho eletroquímico dos eletrodos foi correlacionado com os dados estruturais. Os íons vanádios no pentóxido de vanádio xerogel estão na maior parte no estado pentavalente V5+. Durante a inserção de lítio os íons vanádios são reduzidos parcialmente aos estados de V4+ e V3+ após a intercalação de lítio. Os resultados mostram também que em baixa intercalação de lítio (x < 1) afeta na maior parte estados misturados O 2p-V 3d, visto que em intercalação de lítio mais elevada (x > 1) este mecanismo é saturado e conduz a formação de Li2O que parece ativo eletroquímicamente. Eu+3 e Tb+3 não foram reduzidos na intercalação de lítio. A terra-rara melhora a capacidade reversível do eletrodo e a cinética de intercalação de lítio no xerogel submetido a T = 300°C. Os sítios de intercalação de lítio são modificados pela intercalação das terras-raras no xerogel. A terra-rara liga-se as moléculas de H2O presentes na estrutura do xerogel. Para o eletrodo de Tb0.11V2O5 0.1H2O foi encontrada a melhor resposta eletroquímica. Tb0.11V2O5 0.1H2O apresenta um largo patamar de potencial em 2.6V e capacidade específica reversível de 350mAh.g-1 (3.5-2.0V). A capacidade específica reversível do V2O5.nH2O e do Eu0.11V2O5.nH2O foi de 259mAh.g-1 e 269mAh.g-1, respectivamente. O Tb0.11V2O5 0.1H2O aparece como um eletrodo promissor para dispositivos de intercalação de lítio (bateria e indicadores eletrocrômicos).