Interação de aglutinantes de ?uoreto de polivinilideno (PVDF) com soluções fortemente alcalinas

Resumo

Propõe-se uma metodologia para avaliar os fenômenos degradantes de aglutinantes nos meios alcalinos, informação importante para os especialistas no campo da pesquisa e desenvolvimento de baterias, já que, pode-se avaliar a estabilidade esperada dos aglutinantes de flúor antes de serem testados em células galvânicas.

Desta forma, economiza-se tempo, esforço e facilita o trabalho. Enquanto que o poli (tetrafluoroetileno) PTFE tem demonstrado ser quimicamente inerte, este apresenta um forte desafio tecnológico pela dificuldade do processamento, devido à sua fibrilação. Os aglutinantes alternativos são poli (1,1-di fluoretoetileno), PVDF e seus copolímeros, conhecidos com o nome comercial Kynar R, que são significativamente mais fáceis de utilizar. Porém, quando mantidos em contato com soluções fortemente alcalinas, a estabilidade química do Kynars é comprometida. Estes podem ser submetidos a reações de eliminação com a liberação de íons de fluoreto e a formação de ligações duplas.

Essas ligações podem ser degradadas ainda mais por peroxidação em contato com oxidantes incorporados no cátodo. Estes processos químicos indesejados podem inibir as propriedades aglutinantes e também reduzir a vida útil das células galvânicas, esgotando o desempenho da bateria.

Nesta situação, a decomposição da aglutinação de PVDF em meio alcalino foi pesquisada seguindo dois passos: (i) os aglutinantes puros foram testados expondo-os a 32 wt % em solução aquosa de KOH a 60°C, temperatura que acelera os processos de degradação, e (ii) investigou-se os aglutinantes incorporados na pasta catódica sob condições semelhantes. A degradação do aglutinante foi avaliada através da concentração de íons de flúor livres com monitoramento da mudança de cor e a formação de precipitado, registrando e interpretando os espectros de FT-IR.