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A crescente exigência energética requer a toma de medidas ao nível tecnológico, nomeadamente o desenvolvimento de aparelhos com capacidade de armazenamento de energia, como é o caso das baterias. Hoje em dia as baterias de ião-lítio ainda representam um perigo à sociedade pois são aparelhos que, devido à sua constituição com uma componente liquida, tem alguns riscos associados. A busca por uma solução de modo a mitigar as desvantagens associadas às baterias comerciais culmina nos eletrólitos em estado sólido. Os eletrólitos sólidos ternários de base polimérica mostram ser uma aposta relevante.
Este trabalho aborda a síntese de novos materiais (eletrólitos sólidos) para baterias de próxima geração. Por conseguinte, foram sintetizados eletrólitos sólidos com uma base polimérica dopados com partículas cerâmicas (BTO, BST e PZT) e líquido iónico, de modo a se obter uma melhor performance destes materiais. Posteriormente as características físicas, morfológicas e eletroquímicas foram estudadas. O liquido iónico detem a capacidade de melhorar a condutividade ionica em eletrólitos sólidos, tornando-os mais eficientes na condução de iões Litío, o que é crucial em dispositivos de armazenamento de energia. Por outro lado, as particulas cerâmicas reforçam a matriz sólida do eletrólito, melhorando sua resistência mecânica e estabilidade térmica. A componente experimental foi acompanhada por uma secção teórica que permitiu um conhecimento mais profundo sobre o funcionamento da bateria. O modelo formulado foi baseado na componente física da bateria, o qual foi elaborado de raiz contribuindo para um profundo conhecimento da componente numérica associada à bateria.
Apartir deste estudo foi percétivel uma bénefica influência tanto por parte das particulas cerâmicas e do liquido iónico, promovendo uma melhor performance da bateria, obtendo-se uma condutividade iónica na ordem dos 1.34 × 10−5S/cm, complementada por uma performance ao nível da capacidade muito próxima da teórica. O desempenho da bateria com os componentes BST/IL e BTO/IL mostrou-se bem-sucedido em ciclagens de longa duração, mantendo uma capacidade e estabilidade elevadas. No entanto, ao aplicar taxas de descarga variáveis, a amostra BST/IL destacou-se com resultados superiores, demonstrando uma maior estabilidade em comparação com as outras amostras. A componente teórica sempre de forma paralela permite o enriquecimento dos processos físicos que dominam a componente experimental.
Concluindo, neste trabalho foram desenvolvidos electrolitos sólidos com excelente performance, paralelamente o desenvolvimento teórico foi imprescindível para uma melhor compreensão dos mecanismos que promovem o funcionamento de baterias de estado solido. Tudo isto é essencial para a sintese e uma contínua progressão na próxima geração de electrólitos sólidos.