Polyimides as electrode materials for electrochemical cells

Abstract

Las poliimidas son un tipo de polímero redox que contiene grupos carbonilo y que son capaces de oxidarse y reducirse de manera reversible. Son buenas candidatas para almacenamiento de energía electroquímica debido a su marcado potencial redox y alta capacidad específica. Además se pueden sintetizar de manera fácil, a gran escala y presentan excelentes propiedades térmicas y mecánicas. Sin embargo, la desventaja de las poliimidas electroactivas es que normalmente son polvos insolubles que dificultan su procesado. Por ello, el objetivo principal de esta tesis ha sido la síntesis de poliimidas solubles, con propiedades electroquímicas mejoradas, así como su utilización en diferentes sistemas de almacenamiento de energía electroquímica. La dependencia de las propiedades electroquímicas de las poliimidas en su estructura química se ha estudiado en baterías de litio. Las poliimidas con grupos perileno (estructura conjugada) han mostrado un potencial redox superior al resto al igual que mayor estabilidad electroquímica. Posteriormente, copolímeros de poliimida-poli(óxido de etileno) se han utilizado como aglutinantes electroactivos que sirvan como mediadores de las reacciones redox del azufre en baterías de litio-azufre. La poliimida basada en naftaleno ha presentado un funcionamiento superior al obtenido por un aglutinante convencional. Por último, estos copolímeros se han empleado como ánodos en baterías de sodio acuosas. Los resultados han mostrado una excelente actividad electroquímica a elevadas velocidades de carga-descarga y durante 2000 ciclos.