Interacción de aglutinantes de fluoruro de polivinilideno (PVDF) con soluciones fuertemente alcalinas

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Leonard Pagliaro https://orcid.org/0000-0002-3969-2636
Daniel A. Lowy https://orcid.org/0000-0003-2210-6757

Keywords

Kynar, polivinílico (1,1- difluoretileno), PVDF, PTFE, deshidrohalogenación, aglutinante del cátodo, células galvánicas

Resumen

Se propone una metodología para evaluar los fenómenos degradantes de aglutinantes en los medios alcalinos, información que debe de ser de gran ayuda para los expertos en el campo de la investigación y desarrollo de baterías, ya que se podría evaluar la estabilidad esperada de los aglutinantes fluorados antes de ser probados en células galvánica ensambladas. Por esto, se ahorra tiempo, esfuerzo y se agiliza el trabajo. Mientras que el poli (tetrafluoroetileno), PTFE, ha demostrado ser químicamente inerte, este plantea un desafío tecnológico severo, siendo difícil de procesar debido a su fibrilación. Los aglutinantes alternos son poli (1, 1-difluoroetileno), PVDF, y sus copolímeros, conocidos bajo el nombre comercial de Kynar R, que son significativamente más fáciles de usar. Sin embargo, cuando se mantiene en contacto con soluciones fuertemente alcalinas, la estabilidad química de Kynars se ve comprometida. Estos pueden someterse a reacciones de eliminación con lal iberación de iones de fluoruro y la formación de enlaces dobles. Estosenlacesπpuedendegradarseaúnmásporoxidación,encontactoconoxidantesincorporadosenelcátodo.Estos procesos químicos no deseados pueden inhibir las propiedades aglutinantes y, en última instancia, pueden reducir la vida útil de las células galvánica, agotando el rendimiento de la batería. En este rol, se investigó la descomposición de la aglutinación de PVDF en medios alcalinos siguiendo dos pasos: (i) los aglutinantes puros fueron probados exponiéndolos a 32 wt % solución acuosa de KOH, a 60◦C, temperatura que acelera los procesos degradantes, y (ii) se investigaron los aglutinantes incorporados en la pasta cátodo en condiciones similares. La degradación del aglutinante se evaluó determinando la concentración de iones de fluoruro liberados, monitoreando el cambio de color y la formación de precipitados y grabando e interpretando los espectros FT-IR.
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