Show simple item record

dc.contributor.authorSilva, Yan Faria Guimarães
dc.date.accessioned2024-07-10T13:12:10Z
dc.date.available2024-07-10T13:12:10Z
dc.date.issued2024-02-02
dc.identifier.citationSILVA, Yan Faria Guimarães. Potencialidades da técnica de SAXS na caracterização de eletrólitos sólidos poliméricos para baterias de íon lítio. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19842.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19842
dc.description.abstractThe climate crisis caused by human industrial activity is increasingly damaging the planet, generating a demand for technologies that can mitigate this impact. In this context, the use of renewable energy sources such as wind and solar power is of great interest, which brings with it the need for safe and efficient energy storage, since these are intermittent energy sources. To this end, lithium-ion batteries are promising candidates, as they have the highest energy densities among the available systems. However, while current devices are relatively suitable for portable electronics, their performance is far from satisfactory for the transportation sector. One of the reasons is the use of liquid electrolytes, which make the battery unsafe for this type of application. Therefore, the use of solid polymer electrolytes is very promising, but some challenges remain, such as reconciling high ionic conductivity, mechanical resistance and electrochemical stability. In this context, there is an urgent need to develop new materials. Among the structural characterization techniques used for this purpose, the small angle X-ray scattering (SAXS) technique has great potential because, although it is an indirect characterization technique, it has numerous advantages such as the possibility of carrying out tests in very diverse conditions, varying temperature conditions and being able to reproduce conditions very close to those that the material is subjected to during application. Therefore, the first objective of this work was to provide an overview of the state of the art in the development of solid polymer electrolytes, the main strategies used and the main challenges faced. Next, a detailed description of the fundamentals of the SAXS technique was presented, which served as a tool for carrying out two case studies based on works in which the technique was used to characterize solid electrolytes based on block copolymers. It was thus concluded that the development of new materials that act as solid electrolytes for lithium-ion batteries is an extremely important field in the context of the energy transition. In addition, the SAXS technique has enormous potential in the characterization and development of these materials, as it allows a better understanding of the correlation between processing, structure, properties and performance in the final application.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectSAXSpor
dc.subjectEletrólitos sólidos poliméricospor
dc.subjectBaterias de íon lítiopor
dc.subjectCopolímeros em blocopor
dc.subjectSolid polymer electrolyteseng
dc.subjectLithium-ion batterieseng
dc.subjectBlock copolymerseng
dc.titlePotencialidades da técnica de SAXS na caracterização de eletrólitos sólidos poliméricos para baterias de íon lítiopor
dc.title.alternativePotentials of the SAXS technique in the characterization of polymeric solid electrolytes for lithium ion batterieseng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Marini, Juliano
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4533610255047654por
dc.description.resumoA crise climática causada pela atividade industrial humana nos moldes de produção capitalista traz cada vez mais danos ao planeta, o que gera uma demanda por tecnologias que possam mitigar esse impacto. Nesse contexto, a expansão da utilização de fontes de energia renováveis como a eólica e a solar são de grande interesse, o que traz consigo a necessidade do armazenamento de energia de forma segura e eficiente, uma vez que tratam-se de fontes de energia intermitentes. Para tal, baterias de íon lítio são candidatas promissoras, pois possuem as maiores densidades energéticas dentre os sistemas disponíveis. Porém, embora os dispositivos atuais sejam relativamente satisfatórios para eletrônicos portáteis, seu desempenho está longe de ser satisfatório para o setor de transportes. Um dos motivos é a utilização de eletrólitos líquidos, que tornam a bateria pouco segura para esse tipo de aplicação. Assim sendo, a utilização de eletrólitos sólidos poliméricos é bastante promissora, porém alguns desafios ainda persistem, como a conciliação de elevadas condutividade iônica, resistência mecânica e estabilidade eletroquímica. Nesse contexto, urge a necessidade do desenvolvimento de novos materiais. Dentre as técnicas de caracterização estrutural utilizadas para esse desenvolvimento, a técnica de espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) apresenta um grande potencial pois, embora seja uma técnica de caraterização indireta, ela apresenta inúmeras vantagens como a possibilidade de realizar ensaios em condições muito diversas, variando-se condições de temperatura e podendo-se reproduzir condições muito próximas às que o material é submetido durante a aplicação. Assim sendo, o primeiro objetivo deste trabalho foi fazer um panorama geral do estado da arte do desenvolvimento de eletrólitos sólidos poliméricos, as principais estratégias utilizadas e os principais desafios enfrentados. Na sequência, uma descrição detalhada dos fundamentos da técnica de SAXS foi apresentada, o que serviu de ferramenta para a realização de dois estudos de caso baseados em trabalhos nos quais a técnica foi utilizada para caracterizar eletrólitos sólidos baseados em copolímeros em bloco. Assim, pôde-se concluir que o desenvolvimento de novos materiais que atuam como eletrólitos sólidos para baterias de íon lítio é um campo de extrema relevância no contexto da transição energética. Além disso, a técnica de SAXS possui um enorme potencial na caracterização e desenvolvimento desses materiais, pois permite uma melhor compreensão da correlação entre processamento, estrutura, propriedades e desempenho na aplicação final.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSpor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMapor


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Except where otherwise noted, this item's license is described as Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil