Processo eletroquímico de fabricação de nano compósito Si-TiO2 para aplicação em anodo de baterias íon-lítio

Nos últimos anos, devido ao rápido desenvolvimento de equipamentos eletrônicos portáteis (EVs) e veículos híbridos elétricos (HEVs) muitos esforços estão sendo realizados no processamento de materiais para armazenamento de energia, como baterias de íon lítio (LIBs) [1]. Sistemas Si-TiO2apresentampropriedades promissoras devido a elevada capacidade especifica teórica do silício (4200 mAhg1) [2]. No entanto sua variação volumétrica (>300%) durante os ciclos de carga e descarga de Li+ promove desgastes estruturais o que torna o desempenho da ciclagem instável [3,4]. Por outro lado, o óxido de titânio TiO2 não sofre variações volumétricas maiores que 4% [5] e apresenta uma rápida intercalação de Li+[6]. Associar silício nano estruturado (SiNPs) com óxido de titânio pode aliviar os estes efeitos volumétricos na intercalação e garantir o transporte de elétrons. Este trabalho reporta um método eletroquímico de anodização para a fabricação de um sistema nano estruturado Si-TiO2tendo como percursor uma liga de titânio supersaturada em silício. A liga metálica Ti2Si e Ti4Si foi preparada por fusão a arco elétrico e posteriormente solubilizada. O material foi então anodizado o que gerou um óxido poroso TiO2 envolto em nano partículas de Si. O óxido resultante da anodização foi caracterizado por DRX e microscopia eletrônica MEV/TEM. Resultados da caracterização apresentam a morfologia dos nanotubos de TiO2 e distribuição de SiNPs aderidas aos nanotubos. Comprova-se a viabilidade deste processo eletroquímico na fabricação de sistemas nano estruturados Si-TiO2 promissores na aplicação de LIBs.