Desempenho eletroquímico de eletrodos de LiCoO2 reativados termicamente

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Físicapt_BR
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dc.contributor.advisorUrbano, Alexandre [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorKawata, Bianca Akemipt_BR
dc.contributor.bancaRangel, Elidiane Ciprianopt_BR
dc.contributor.bancaScarminio, Jairpt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T14:44:15Z
dc.date.available2024-05-01T14:44:15Z
dc.date.created2015.00pt_BR
dc.date.defesa27.03.2015pt_BR
dc.description.abstractResumo: Com o avanço do consumo de aparelhos eletrônicos portáteis e com tecnologia sem fio, o descarte de baterias de íon lítio tem se tornado um problema de resíduo sólido urbano e por isso técnicas de reciclagem precisam ser desenvolvidas de modo a minimizar o impacto sócio ambiental A proposta deste trabalho foi investigara eficiência de um processo termofísico para reciclagem de eletrodos positivos de baterias descartadas de íon lítio Para fins de comparação e padronização, foram selecionadas quatro amostras para o estudo: duas provenientes da mistura de pós de catodos de baterias com alto estado de saúde (SOH > 99%), denominadas A, nas formas Como Extraída (CE) e tratada termicamente, e outras duas provenientes da mistura de pós de baterias com baixo SOH, denominadas B, também nas formas Como Extraída e tratada termicamente O tratamento térmico empregado foi de 9ºC por 6 horas ao ar O objetivo do tratamento térmico foi o de reordenar a estrutura cristalina e, consequentemente, a atividade eletroquímica do composto eletroativo LiCoO2 A morfologia dos grãos das amostras foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), sua composição de fases e respectivas estruturas cristalinas foram investigadas por difração de raios X (DRX) utilizando-se o método de Rietveld de refinamento de estruturas e sua atividade eletroquímica foi obtida por medidas de cronopotenciometria em cela de dois eletrodos tipo botão As micrografias revelaram que as superfícies dos grãos das amostras sem tratamento apresentavam-se envoltas por um material tipo amalgama, que foi evaporado após o tratamento Além disso, os grãos das amostras tratadas apresentaram uma corrosão superficial A difração de raios X revelou que as amostras CE possuíam apenas fases cristalográficas do composto LiCoO2 e que as amostras tratadas apresentaram o aparecimento da fase de Co3O4 Pelo refinamento Rietveld mostrou-se que o óxido de cobalto litiado presente era formado por pelo menos duas fases distintas, uma com parâmetros de rede compatíveis com os de um composto novo e outra com parâmetros de rede típicos de um composto estruturalmente desgastado, e que a concentração de Co3O4 varia apenas 7% entre amostras cujos estados de saúde variam 7% Através das medidas de cronopotenciometria, observou-se que as amostras sem tratamento não apresentaram resposta eletroquímica relevante, enquanto que as amostras tratadas apresentaram cerca de 8 mAh/g de capacidade de descarga, o que equivale a 6% da capacidade esperada para um eletrodo novo Esse aumento de capacidade deve-se provavelmente a limpeza dos grãos durante o tratamento térmico e está relacionado à concentração de fases LiCoO2 e Co3O4 presente nas amostras, já que tanto a amostra A quanto a amostra B apresentaram aproximadamente o mesmo valor de concentração de cada fase distintapt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: With the advance of consumer portable electronic devices and wireless technology, the disposal of lithium-ion batteries has become an urban solid waste problem and therefore recycling techniques need to be developed to minimize the socio-environmental impact The purpose of this study was to investigate the efficiency of a thermophysical process for recycling positive electrodes of lithium-ion discarded batteries For comparison and standardization purposes, four samples were selected for the study: two from the cathode powder mixture batteries with high state of health (SOH > 99%), named A, in forms such as extracted (CE) and thermally treated, and another two from the battery powder mixture with low SOH, labeled B, also in the forms as extracted and thermally treated The thermal treatment employed was 9°C for 6 hours in air The objective of the thermal treatment was to reorder the crystal structure, and consequently the electrochemical activity of the LiCoO2 electroactive compound The morphology of the samples grain was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), their phase composition and respective crystal structures were investigated by X-ray diffraction (XRD) using the Rietveld method of structure refinement and their electrochemical activity was obtained by chronopotentiometry measures in a two-electrode type coin cell The micrographs showed that the grains surfaces samples without treatment were surrounded by an amalgam-like material, which was evaporated after the treatment Furthermore, the sample grains treated exhibited a superficial corrosion The X-ray diffraction revealed that CE samples contained only crystallographic phases of LiCoO2 compound and the treated samples showed the appearance of Co3O4 phase By the Rietveld refinement, it was shown that the present lithium cobalt oxide was formed by at least two distinct phases, one with cell parameters compatible with a new compound and other with typical cell parameters from a compound structurally worn, and that concentration of Co3O4 varies only 7% between samples whose the state of health conditions vary 7% Through the chronopotentiometric measurements, it was observed that the samples without treatment showed no significant electrochemical response, while the treated samples had about 8 mAh/g of discharge capacity, which is equivalent to 6% of expected capacity for a new electrode This capacity increase is probably due to cleaning of the grains during thermal treatment and is related to the Co3O4 and LiCoO2 phases concentrations present in the samples, since both samples A and B had approximately the same concentration of each phase distinctpt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Física) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/14977
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameFísicapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.subjectFísica da matéria condensadapt_BR
dc.subjectCatodopt_BR
dc.subjectTratamento térmicopt_BR
dc.subjectTelefone celularpt_BR
dc.subjectBateriaspt_BR
dc.subjectCondensed matterpt_BR
dc.subjectHeat treatmentpt_BR
dc.subjectBatteriespt_BR
dc.subjectRietveld methodpt_BR
dc.subjectElectrochemical analysispt_BR
dc.subjectCellular telephonespt_BR
dc.subjectCathodept_BR
dc.titleDesempenho eletroquímico de eletrodos de LiCoO2 reativados termicamentept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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