Valutazione del ruolo della dispersità in elettroliti polimerici a base di ossido di etilene

Gli elettroliti polimerici stanno suscitando crescente interesse grazie al loro potenziale utilizzo in batterie al litio di nuova generazione ad alta energia specifica. La capacità di conduzione ionica è spesso conferita ai materiali polimerici attraverso l’introduzione di unità etilene ossido(EO) in cui l’atomo di ossigeno è in grado di coordinare gli ioni di litio(Li+). Il presente lavoro di tesi si propone di investigare il ruolo dell’architettura polimerica nel trasporto degli ioni di litio. Focalizzandosi su polimeri a pettine con catene laterali a base di unità di EO consecutive, si è analizzato e definito l’effetto della dispersità delle catene laterali sul trasporto di Li+. Macromonomeri commerciali acrilato e metacrilato contenenti miscele di macromolecole con diverso numero di unità di EO nelle catene laterali, sono stati sottoposti a cromatografia su colonna al fine di separare i corrispondenti macromonomeri con un numero preciso di unità di EO (n = 8). La tecnica di polimerizzazione controllata Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP), è stata utilizzata per sintetizzare i polimeri oggetto di studio, a partire sia dai macromonomeri commerciali che da quelli con 8 unità di EO. Tali polimeri e le rispettive miscele con sale di Li sono stati caratterizzati con Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR), Calorimetria a Scansione Differenziale (DSC) e Analisi Termo Gravimetrica (TGA). Le misure di conducibilità ionica sono state effettuate tramite Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica Potenziostatica (PEIS). I risultati ottenuti hanno evidenziato che l’influenza della dispersità delle catene laterali dipende dalla rigidità dello scheletro dei polimeri. Nel caso dei metacrilati, un aumento della dispersità delle catene laterali favorisce il trasporto degli ioni litio determinando un incremento di conducibilità.