BR112016016823B1 - Processo para a preparação de uma composição para eletrodo ou de uma composição com propriedades magnéticas, mistura e composição obtidas por meio deste processo e deste eletrodo - Google Patents

Processo para a preparação de uma composição para eletrodo ou de uma composição com propriedades magnéticas, mistura e composição obtidas por meio deste processo e deste eletrodo Download PDF

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Abstract

processo para a preparação de uma composição para ele-trodo ou de uma composição com propriedades magnéti-cas, mistura e composição obtidas por meio deste pro-cesso e deste eletrodo a presente invenção se refere a um processo para a preparação de uma composição polimérica útil, especialmente, para a formação de um eletrodo de íons de lítio ou de íons de sódio ou de um eletrodo para supercapa-citores ou para apresentar propriedades magnéticas, a uma tal composição polimérica obtida por meio deste processo, a uma mistura que constitui um precursor da composição, obtida por meio de uma primeira etapa de mistura do processo, e a este eletrodo. o processo para a preparação desta composição compreende: a) misturar a quente, por meio do processo de fusão e sem solvente, pelo menos um material ativo, uma fase polimérica formadora de aglutinante e a fase polimérica sacrificial para obter uma mistura, e b) eliminar pelo menos parcialmente a fase polimérica sacrificial para obter a composição que compreende o(s) material(ais) ativo(s) de acordo com uma fração em peso superior a 80%. de acordo com a invenção, a fase sacrificial é usada na etapa a) de acordo com uma fração em peso na mistura superior ou igual a 15%.

Description

[001] A presente invenção se refere a um processo para a preparação de uma composição polimérica utilizável especialmente para a formação de um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou de um eletrodo para supercapacitores ou para apresentar propriedades magnéticas, a uma composição deste tipo obtida por meio deste processo, a uma mistura que é uma precursora desta composição, obtida por meio de uma primeira etapa de mistura deste processo, e a este eletrodo para baterias de ions de litio ou eletrodo para supercapacitores. A presente invenção se aplica a todas as composições poliméricas que compreendem um nivel muito elevado de carga (vantajosamente acima de 80% em peso ou 60% em volume) e uma porosidade controlada de acordo com a aplicação escolhida, sendo a carga, por exemplo, um material inorgânico ativo para um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio, carbono poroso para um eletrodo para supercapacitores ou uma carga inorgânica magnética.
[002] Diversos processos que permitem a fabricação de materiais com altos niveis de cargas já foram descritos na literatura.
[003] No tocante a cargas magnéticas, por exemplo, utiliza-se em geral um processo com solvente para a mistura de diversos compostos (carga magnética, tensoativo, agente compatibilizante, aglutinante, por exemplo) para se obter uma dispersão ou pasta que, depois de seca, torna possivel se obter o material magnético, conforme descrito, por exemplo, no documento US-A1-2011/0018664. Depois do revestimento desta dispersão, um campo magnético é aplicado para orientar as caras magnéticas, a pelicula revestida obtida é seca, e em seguida se corta no formato desejado, sendo finalmente conduzida uma sinterização para se obter o material final. Para estas aplicações magnéticas, busca- se na verdade um material denso para se ter o mais elevado campo magnético correspondente possivel.
[004] O mesmo tipo de processo é encontrado no campo de baterias, onde os eletrodos são geralmente obtidos por meio de um método com solvente orgânico ou aquoso compreendendo uma etapa de dissolução ou dispersão de diversos compostos do eletrodo incluindo um aglutinante polimérico no solvente, seguida por uma etapa de espalhamento sobre um coletor metálico e, finalmente, uma etapa de evaporação do solvente. Este método, descrito, por exemplo, no documento US-B2-7 235 332 com um solvente orgânico torna possivel se obter uma porosidade elevada no material, devido ao espaço ocupado pelo solvente. Esta porosidade é necessária para a impregnação do eletrodo com um eletrólito, que torna possivel ser assegurada a sua operação.
[005] Estes processos de revestimentos conhecidos compreendem numerosos inconvenientes do ponto de vista do meio ambiente e de segurança quando são usados solventes orgânicos potencialmente tóxicos ou inflamáveis. Isto se deve ao fato de que é necessário se fazer evaporar grandes quantidades destes solventes . No caso do uso de solvente aquoso, os processos conhecidos por revestimento devem incluir uma secagem muito exaustiva do eletrodo, antes do seu uso em uma célula de bateria de ions de litio.
[006] Além disso, é dificil se controlar a porosidade do material revestido por evaporação do solvente e, geralmente o solvente limita as possibilidades de formulação e da adição de aditivos à composição, especialmente devido a sua migração durante a secagem e às massas molares elevadas que são de dificil solvatação, como no campo das tintas.
[007] É, portanto, extremamente desejável se conduzir um processo que evite o uso de solvente e torne possivel se controlar a porosidade da composição obtida.
[008] Um outro processo conhecido, essencialmente para a incorporação de altos niveis de cargas magnéticas aos materiais, consiste na injeção em um molde de uma pasta que compreende a carga e um precursor de resina termorrigida, tal como, por exemplo, é descrito no documento US-A1-2006/0280921, cozendo-se então a pasta. Os materiais magnéticos obtidos têm um alto nivel de cargas magnéticas ligadas por uma rede tridimensional. No entanto, depois da reticulação, estes materiais não são mais transformáveis, e têm o inconveniente de em geral exigirem tempos de processo prolongados devido à reação das resinas. Além disso, este tipo de processo depende extremamente do fluxo dos precursores termorrigidos através da porosidade intergranular (lei de Darcy), e consequentemente, da viscosidade destes precursores. Neste caso não é possível se usar massas molares elevadas devido a viscosidades excessivas, nem formulações complexas, devido aos fenômenos de filtração aditivos induzidos pelas cargas. Este processo de injeção também tem um problema em termos de estanqueidade de moldes desde quando são usadas pressões operacionais elevadas. Finalmente, é impossível com este processo se controlar a porosidade, e, consequentemente, a densidade do material final.
[009] Finalmente, é uma prática conhecida o uso de processos contínuos tais como os geralmente usados para termoplásticos (por exemplo extrusão, misturador, prensa de injeção) permitindo um rápido processamento no estado fundido dos materiais. No entanto, os níveis de cargas atingidos até agora variam de acordo com as cargas inorgânicas consideradas. Na verdade, estes processos que misturam no estado fundido as cargas e os dispersantes em um aglutinante geram altas viscosidades e abrasão do aglutinante pelas cargas inorgânicas que se encontram presentes em grande quantidade. Além disso, é novamente impossível se controlar a densidade dos materiais obtidos. Na verdade, é possível se obter somente alguns materiais densos intrínsecos ao processo de fusão, sem qualquer controle da porosidade.
[0010] No tocante à incorporação de cargas magnéticas, pode ser citado o documento US-A1- 2011/017939 que descreve a obtenção de materiais por meio processo de fusão com um aglutinante elastomérico em que somente um teor em peso de 88% de carga magnética é obtido no melhor dos casos. Para se ser capaz de obter teores em peso de carga superiores a 90% usando-se tal processo, é geralmente necessário se funcionalizar a carga para melhorar a compatibilidade sua com o aglutinante, por meio de um agente de acoplamento que modifica a superficie desta carga antes da sua mistura com o aglutinante. No entanto, esta funcionalização da carga aumenta consideravelmente os custos e a complexidade geral do processo. Além disso, nenhum controle da porosidade, e, portanto, da densidade é possivel com estes processos de fusão conhecidos. O documento US-A1-2011/074531 descreve, por exemplo, a obtenção, por meio do processo de fusão, de materiais contendo um teor em volume de carga magnética superior a 80%, por meio da funcionalizaçâo da superficie da carga com um oligômero epoxi, com o uso de uma cadeia polimérica de baixa massa molar (4 a 12 kmol/g), contendo um hidrogênio lábil de amina que permite a reticulação com a função epoxi, e o acréscimo de um aditivo do tipo do pentaeritritol e de um ácido graxo.
[0011] Um grande inconveniente destes processos para a incorporação à fundição de altos teores de cargas magnéticas consiste na necessidade de se funcionalizar a superficie da carga e de se usar um aglutinante com uma baixa massa molar, tipicamente inferior a 15 kmol/g, para evitar os problemas criados por altas massas molares e sem a compatibilização da superficie da carga, que constituem, especialmente, um aumento considerável na viscosidade, e, portanto, nas pressões associadas com o processo, e uma abrasão considerável do equipamento e das matérias primas em contato, geradas pela carga não funcionalizada devido à sua elevada concentração.
[0012] É também conhecida a prática de se conduzir processos de fusão para a preparação de eletrodos para baterias mesmo assim, com dificuldades, encontradas no caso especifico de baterias de ions de litio, devido ao fato de que o teor em peso do material ativo necessário para uma capacidade suficiente do eletrodo para baterias de ions de litio deve ser superior ou igual a 85%. Acontece que, a tais teores de material ativo, a viscosidade da mistura polimérica se torna muito grande e leva a riscos de sobreaquecimento da mistura e à perda de coesão mecânica depois do seu processamento.
[0013] Deve ser observado que as baterias de ions de litio consistem em pelo menos dois eletrodos farádicos condutores com diferentes polaridades, sendo o anodo (geralmente fabricado de grafite) e o cátodo (geralmente fabricado de um óxido de metal de transição), havendo entre estes eletrodos um separador que consiste em um isolante elétrico impregnado com um eletrólito aprótico à base de cátions de Lit proporcionando a condutividade iônica. 0 material ativo de um eletrodo de bateria de ions de litio permite uma inserção/desinserção reversível do litio no interior do eletrodo, e, quanto mais elevada for a fração em peso deste material ativo, tanto maior será a capacidade do eletrodo. O eletrodo deve também conter um composto condutor elétrico, tal como negro de carbono e, para conferir uma coesão mecânica suficiente sobre ele, um aglutinante polimérico. Uma bateria de ions de litio é, portanto, baseada na permuta do ion de litio entre o anodo e o cátodo durante a carga e descarga da bateria, e tem uma alta densidade de energia para uma massa muito baixa devido às propriedades fisicas do litio.
[0014] A titulo de exemplos de processos no estado fundido para a preparação de eletrodos especificamente de uma bateria de ions de litio, podem ser especialmente mencionados os dois documentos US-A1-2013/0183577 e USAI -201 3 /02 4 4 0 98 , ambos em nome do requerente, que apresentam respectivamente composições catódicas e anódicas para esta bateria. Cada uma destas composições é caracterizada pela presença de um aglutinante elastomérico reticulado e de um composto orgânico não volátil utilizável no solvente do eletrólito. Este composto orgânico está presente na composição de acordo com uma fração em peso baixa (tipicamente inferior a 5%) e pode consistir em um carbonato de pelo menos uma olefina, tal como, por exemplo, um carbonato de etileno.
[0015] No entanto, os processos apresentados nestes dois últimos documentos não tornam possivel o controle da porosidade do eletrodo obtido.
[0016] O documento US-B1-7 820 328 tentou dar uma solução para este problema, usando, juntamente com um aglutinante polimérico e uma carga de diluição condutora, uma fração em peso baixo de no máximo 5% de um polimero sacrificial termicamente decomposto para obter um eletrodo incorporando um material ativo de acordo com uma fração em peso superior a 90%, mas sem qualquer exemplo de implementação dando detalhes do processo usado (que pode ser indiferentemente conduzido com ou sem solvente).
[0017] Um grande inconveniente do processo apresentado neste último documento consiste na dificuldade de se processar os eletrodos no caso em que eles seriam obtidos por meio de processo de fusão, e também na sua capacidade eletroquimica que pode provar ser insuficiente em uma bateria de ions de litio.
[0018] Um objetivo da presente invenção consiste, consequentemente, em projetar um processo de fabricação no estado fundido que corrige estes inconvenientes permitindo, principalmente, o controle da porosidade das composições obtidas de acordo com as aplicações destinadas, com a incorporação de um teor em peso muito elevado de cargas, tipicamente superior a 80%, sem a necessidade de se funcionalizar estas cargas.
[0019] Este objetivo é atingido por ter o requerente acabado de descobrir, com surpresa que, se um material ativo e aditivos compreendendo um aglutinante polimérico e uma fase polimérica sacrificial continua forem misturados a quente por meio do processo de fusão e sem a evaporação de solvente, de modo tal, que a fração em peso da mistura obtida desta fase seja superior ou igual a 15%, então é obtida uma composição polimérica que é utilizável para a formação de um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou de um eletrodo para supercapacitores ou para apresentar propriedades magnéticas, com um melhor plasticidade e uma melhor fluidez durante o processamento da mistura fundida apesar do teor muito elevado em peso do(s) material(ais) ativo(s) na composição, e para a obtenção de uma porosidade controlada da composição de acordo com a aplicação desejada, conferindo a ela, conforme apropriado, uma capacidade de eletrodo satisfatória ou propriedades de campo magnético satisfatórias.
[0020] Um processo para a preparação, de acordo com a invenção, de uma composição polimérica utilizável para a formação de um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou de um eletrodo para supercapacitores ou para apresentar propriedades magnéticas compreende, portanto, as seguintes etapas: a) mistura a quente, pelo processo de fusão e sem solvente, de pelo menos um material ativo, uma fase polimérica formando um aglutinante e uma fase polimérica sacrificial, para obter uma mistura, e b) eliminação, pelo menos parcial, da referida fase polimérica sacrificial para obter a composição que compreende o(s) material(ais) ativo(s) de acordo com um teor em peso superior a 80%, e este processo de acordo com a invenção é tal, que a fase polimérica sacrificial é usada na etapa a) de acordo com uma fração em peso na mistura que é superior ou igual a 15%.
[0021] É preferivel que a fase polimérica sacrificial usada na etapa a) de acordo com uma fração em peso na citada mistura se encontre inclusivamente entre 20% e 80% .
[0022] Deve ser observado que o processo da presente invenção torna possível se incorporar, diretamente por meio do processo de fusão e usando-se técnicas de transformação plástica convencionais, teores cumulativos superiores a 80% em peso ou inferiores a 60% em volume, que conferem um nivel de desempenho elevado às células eletroquimicas que incorporam eletrodos que consistem nestas composições.
[0023] 0 requerente foi, portanto capaz de produzir, pelo processo de fusão, materiais que são utilizáveis como eles são de acordo com a aplicação escolhida, que, depois da formação e da remoção da fase sacrificial, contêm estes teores muito elevados de carga, sem nenhuma modificação anterior da superfície das cargas, e sem o uso de um agente de acoplamento.
[0024] Deve também ser observado que este processo torna possivel se controlar a porosidade no interior da composição através da quantidade de fase sacrificial introduzida de acordo com a aplicação pretendida por controle da mesma em termos de tamanho ou quantidade e da morfologia dos poros, ou mesmo opcionalmente para eliminar esta porosidade usando uma fase sacrificial continua que seja bem selecionada em termos da sua natureza do ponto de vista deste processo de fusão e da aplicação escolhida. Uma porosidade aberta, tendo dimensões, por exemplo, abaixo de 20 μm pode ser desejada para aplicações tais como eletrodos, tornando possivel a absorção de um eletrólito. De acordo com o tipo de aplicação, a porosidade da composição pode ser controlada (compromisso densidade/magnetismo), reduzida, ou mesmo eliminada por compressão para se obter um material mais denso. Na verdade, dependendo da aplicação selecionada é possivel ou se reduzir a densidade para um magnético para um volume dado aumentando-se a densidade para obter eletrodos, o material pode também ser comprimido para controlar a sua porosidade.
[0025] Além disso, a mistura, a dispersão e a distribuição homogênea da fase formadora de aglutinante da fase sacrificial e do(s) material(ais) ativo(s) são conduzidas durante o processo de fusão. Uma reticulação da fase formadora de aglutinante é possivel para se otimizar as propriedades mecânicas e a coesão da composição, mas não será necessária se for considerada uma transformação futura.
[0026] Deve também ser observado que o processo de acordo com a invenção proporciona tempos de processamento curtos, tipicos de processos de tecnologia de plásticos convencional, tais como de extrusão, por exemplo, e que a capacidade de processamento melhorada das composições da invenção será subsequentemente mantida desde que não tenha sido conduzida nenhuma reticulação.
[0027] De acordo com uma outra característica da invenção, esta fase sacrificial polimérica pode ser usada na etapa a) na forma de grânulos de um tamanho médio numérico superior a 1 mm (isto é, não em nanopartículas), e a etapa a) é conduzida em um misturador interno ou em uma extrusora sem separação de macrofases entre a fase formadora de aglutinante e a fase polimérica sacrificial na mistura, sendo a fase formadora de aglutinante homogeneamente dispersa na fase polimérica sacrificial que é continua, ou então formam uma fase co-continua com esta última.
[0028] Deve ser observado que a fase sacrificial pode ser extraída por uma simples decomposição térmica ou por qualquer outro processo que permite a sua extração sem ter um impacto sobre o resto da mistura. A fase sacrificial pode também ser diretamente extraida logo que ela sai da matriz por descompressão quando são usados compostos voláteis. É preferível se empregar como material sacrificial um ou mais polimero(s) que deixe(m) poucos resíduos ou mesmo nenhum durante a sua decomposição. No entanto, se tal polímero compatível com a aplicação final for escolhido como fase sacrificial, é possível, como uma variante, se controlar a sua extração e deixar uma parte da fase sacrificial na composição obtida.
[0029] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a referida fase polimérica sacrificial é opcionalmente eliminada substancialmente sem resíduo na etapa b) por meio de uma decomposição térmica, tendo a fase sacrificial uma temperatura de decomposição térmica que se encontra pelo menos 20°C abaixo de uma temperatura de decomposição térmica da fase formadora de aglutinante. Neste caso, esta fase sacrificial é de preferência baseada em pelo menos um polímero sacrificial selecionado de carbonatos de polialcenos, de preferência carbonatos de polietileno e/ou carbonatos de polipropileno (outros polímeros que são conhecidos como tendo uma temperatura de degradação térmica definida podem, no entanto, também ser utilizados).
[0030] De acordo com uma outra modalidade da invenção, a fase polimérica sacrificial é opcionaImente eliminada substancialmente sem residue na etapa b) por meio de uma extração com um solvente e é baseada em pelo menos um polímero sacrificial extraivel com liquido de preferência escolhido do grupo que consiste em polietileno glicóis, polipropileno glicóis e suas misturas (deve ser observado que podem também ser usadas outras bases de polímeros extraiveis com liquido, bases aquosas ou orgânicas).
[0031] Deve ser observado que, para se ser capaz de controlar o processamento, a integridade da composição final e a sua porosidade, é necessário se escolher cuidadosamente o par de polímero(s) formador(es) de aglutinante-polimero(s) sacrificial (ais) e se efetuar a mistura fazendo-se a escolha com um conhecimento pleno das características das ferramentas usadas (perfil do parafuso, por exemplo, no caso de extrusão) , as proporções de aditivos, os compatibilizantes opcionais etc. Na verdade, é necessário, conforme foi explicado acima, se evitar uma separação de macrofases durante o processamento entre a fase formadora de aglutinante e a fase sacrificial (fase pura de polímero(s) não disperso (s) superior a algumas dezenas de μm) .
[0032] Deve também ser observado que é possível se usar geradores de fotoácidos como aditivos para assistir na decomposição das fases sacrificiais, por exemplo, para carbonato de polipropileno, (pode se fazer referência ao artigo por Gupta M., Jayachandran P., Khol P., Photoacid generators for catalytic decomposition of polycarbonate, Journal of Applied Polymer Science, 2007, Vol. 105, pp. 2655-2662). 0 uso destes fotoácidos torna possivel se reduzir as temperaturas de degradação depois do processamento do cátodo, especialmente. Eles são, portanto, úteis, sem serem necessários à invenção.
[0033] Como material(ais) ativo que pode ser utilizado no processo da invenção e presente na composição obtida na etapa b) de acordo com uma fração em peso, de preferência, superior ou igual a 85%, pode se usar, dependendo da aplicação desejada, uma carga escolhida do grupo que consiste em: - todas as cargas inorgânicas conhecidas dos versados na técnica, tais como ferritas Fe2θ3 e materiais magnéticos do tipo de Nd-Fe-B ou Sm-Fe-N ou à base de cobalto, tais como SmCo, especialmente, - cargas inorgânicas ativas capazes de permitir a inserção/desinserção de litio para eletrodos para baterias de ions de litio, compreendendo compostos ou complexos polianiônicos litiados, tais como um formato de metal M litiado da fórmula LÍMPO4, revestido com carbono (tal como C-LiFePO^), um óxido de titânio litiado da fórmula LÍ4TÍ5O12, ou qualquer outro material ativo conhecido dos versados na técnica para cátodos (tais como LÍC0O2, LiMnO4 ou LiNii/3Mni/3Coi/304) ou ânodos (grafite, por exemplo), e - cargas compreendendo carbono poroso para eletrodos para supercapacitores.
[0034] Cargas inorgânicas eletrocondutoras podem ser acrescentadas juntamente com outras, dentro do contexto, por exemplo, de eletrodos para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou para supercapacitores, mas também isoladamente dentro do contexto de aplicações extremamente condutoras, para condutividades superiores a um S/cm. Pode ser citado, por exemplo, o negro de carbono, mas também grafite, grafeno, nanofibras de carbono, nanotubos de carbono e uma mistura deles.
[0035] A titulo de polimero(s) formador(es) de aglutinante que confere a coesão da composição depois do processamento, pode se usar qualquer uma das bases poliméricas, dependendo da sua capacidade de poderem ser processadas no estado fundido e, conforme já mencionado, da sua possível compatibilização com a fase sacrificial selecionada. Podem-se mencionar polímeros de poliolefinas, polímeros halogenados, polímeros acrílicos, acrilatos, metacrilatos, acetatos de vinila, poliéteres, poliésteres, poliamidas, polímeros aromáticos e elastômeros.
[0036] É preferível que a fase formadora de aglutinante compreenda pelo menos um elastômero reticulado ou não reticulados, que é usado na mistura de acordo com uma fração em peso entre 1% e 12% e que é, de preferência, selecionada do grupo que consiste em copolímeros de butadieno/acrilonitrila hidrogenados (HNBR), copolímeros de etileno/acrilato, poliisoprenos e suas misturas. Como uma variante, podem ser usados outros elastômeros do tipo de borrachas ou elastômeros termoplásticos. No entanto, é preferível se usar um aglutinante que proporcione uma continuidade das propriedades elásticas numa faixa de temperaturas de aproximadamente -20°C a 80°C, sendo assim preferencial o uso de elastômeros tais como HNBR ou especialmente de copolímeros de etileno/acrilato.
[0037] É possivel se acrescentar aditivos específicos às composições da invenção para melhorar ou otimizar o processo para a sua fabricação. É também possivel se acrescentar compostos que permitem a reticulação do aglutinante e também coagentes capazes de assistir na sua reticulação e na sua homogeneização. Pode se citar, por exemplo, peróxidos orgânicos como agente reticulador e cianureto de trialila como coagente. Pode também se utilizar quaisquer compostos que permita a reticulação do aglutinante, tais como foto-iniciadores ou compostos contendo enxofre (tipicos da reticulação de borrachas por vulcanização). Como uma variante, podem ser usadas reações quimicas de compostos bifuncionais nas cadeias pendentes do aglutinante, tais como funções anidrido maleico, epóxido, ácido, álcool, amina, amida ou éster, desde que uma reação nas funções pendentes conduza à formação de pontes entre cadeias do polímero, e, consequentemente, à reticulação do aglutinante. A reticulação torna possível se assegurar a coesão da composição de acordo com a natureza do aglutinante. Conforme indicado acima, será observado que o uso de um agente de reticulação e de um coagente é útil, mas não necessária para a invenção, e depende diretamente da aplicação pretendida e da necessidade de se preservar uma capacidade a ser processada para a composição (no caso em que ela não é reticulada) ou de não se preservar a mesma (no caso de uma composição reticulada).
[0038] Vantajosamente, a composição obtida na etapa b) pode ter uma porosidade volumétrica entre 30% e 70% e é adequada para a formação de um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou de um eletrodo para supercapacitores.
[0039] De acordo com uma outra característica da invenção, 0 processo pode compreender, entre as etapas a) e b) , a etapa de formação por calandragem da mistura obtida na etapa a) , e a composição obtida na etapa b) é formada de uma folha que tem uma espessura entre 50 μm e 150 μm.
[0040] De acordo com um outro aspecto da invenção, referente ao caso em que a eliminação desta fase polimérica sacrificial for somente parcial, uma composição polimérica de acordo com a invenção que é utilizável para a formação de um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou de um eletrodo para supercapacitores ou para apresentar propriedades magnéticas é tal, que a composição é obtida por meio deste processo da invenção conforme definido acima e pode apresentar a fase sacrificial de acordo com uma fração em peso superior ou igual a 0,001% e entre 0,01% e 10%, por exemplo.
[0041] De acordo com um outro aspecto da invenção, uma mistura polimérica de acordo com a invenção que é utilizável para a formação de um precursor desta composição (um precursor de eletrodo, por exemplo), é tal, que esta mistura é obtida pela etapa a) deste processo da invenção e compreende a fase polimérica sacrificial de acordo com uma fração em peso nesta mistura superior ou igual a 15% e de preferência, inclusive, entre 20% e 80%.
[0042] Conforme indicado acima, esta mistura da invenção é também tal, que a fase formadora de aglutinante é homogeneamente dispersa na fase polimérica sacrificial que é continua, ou então forma uma fase co- continua com esta última.
[0043] Um eletrodo para baterias de ions de litio ou de ions de sódio ou um eletrodo para supercapacitores de acordo com a invenção (um cátodo ou um anodo, por exemplo) é tal, que compreende uma composição polimérica de acordo com a invenção conforme definida acima.
[0044] Vantajosamente, este eletrodo pode ser tal, que a composição também compreende uma carga condutora elétrica selecionada do grupo que consiste em negro de carbono, grafite, grafite expandida, fibras de carbono, nanotubos de carbono, grafeno e suas misturas, estando a carga condutora elétrica presente na composição de acordo com uma fração em peso entre 1% e 10%.
[0045] Deve ser observado que a invenção apresentada na presente descrição pode ser aplicada a campos diferentes dos mencionados acima que exigem teores mais elevados de cargas inorgânicas (metálicas, magnéticas ou semelhantes) e opcionalmente um controle da porosidade da composição obtida, por exemplo, para telas isolantes entre dois diamagnéticos. É também possivel, substituindo-se as cargas magnéticas com cargas condutoras elétricas, se usar, por meio do processo de fusão, materiais que têm condutividades elétricas muito elevadas (superiores a um S/cm) que são opcionalmente porosas dependendo da aplicação desejada. Uma porosidade controlada e finamente dispersa permite um isolamento térmico ou acústico, tendo ao mesmo tempo um elevado teor de carga. É, portanto, possivel, por exemplo, se obter com vantagem efeitos de condutividades elétricas elevadas combinadas com isolamento térmico dentro do contexto do efeito de Seebeck ou Peltier e de um gerador termoelétrico.
[0046] Outras características, vantagens e detalhes da presente invenção surgirão da leitura da descrição que segue de diversos exemplos de implementação da invenção, dados a título de uma ilustração não limitante, em comparação com um exemplo de "controle" que não está de acordo com a invenção.
[0047] No caso do uso de cargas inorgânicas para aplicações de armazenamento de energia, as composições obtidas foram caracterizadas eletroquimicamente. Para tal fim, foram recortados discos de 14 mm de diâmetro usando-se um perfurador e foram colocados em uma caixa de luvas sob uma atmosfera inerte. Células botões com metal litio como contra-eletrodo foram montadas dentro da caixa de luvas para a preparação de meias células. O eletrólito usado (fornecido pela firma Solvionic) era o seguinte: LiPF6 a 1M em EC/DMC a lv/lv. As células assim montadas foram caracterizadas em uma bancada galvanostática "Biologic VMP3"a diversas taxas de carga e descarga. As medições foram essencialmente conduzidas a C/5.
Exemplo 1 de acordo com a invenção:
[0048] Uma composição 1 de material magnético foi preparada de acordo com as formulações abaixo (expressas como frações em peso e em volume), para a mistura antes da extração do polímero sacrificial e para a composição 1 obtida depois desta extração. Tabela 1:
Figure img0001
[0049] A composição 1 foi preparada usando-se um misturador interno a 60°C. O HNBR e uma parte do carbonato de polietileno foram primeiro acrescentados para se obter uma mistura fundida plástica. As cargas magnéticas foram então gradualmente acrescentadas com uma adição regular do carbonato de polietileno restante, até ser obtida uma mistura homogênea.
[0050] A mistura obtida foi então calandrada na forma de uma folha antes de ser colocada em um forno a 230 °C sob ar durante 15 minutos. Finalmente, o produto resultante foi colocado em uma prensa a 150°C para novamente adensar o material que forma esta composição 1.
[0051] Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polietileno foi medida por diferença em peso: 100% do carbonato de polietileno inicialmente incorporado à mistura foi assim decomposto. Isto resulta em uma redução na densidade da composição 1 de 3 g/cm3 para 2,4 g/cm3. Depois do novo adensamento, foi obtida uma densidade de 3,7 g/cm3.
[0052] Contrário à técnica anterior apresentada no preâmbulo, deve ser observado que este processo para a preparação da composição 1 não necessita de funcionalização da superficie das cargas magnéticas, que podem ser usadas no estado em que estão para os campos magnéticos que eles geram no produto final devido a altos teores de cargas (teor em peso de 95%) e do novo adensamento do material depois da extração do polímero sacrificial.
[0053] Deve ainda ser observado que este processo torna possível se obter um campo magnético intenso em uma direção, devido à presença de um teor relativamente elevado da fase sacrificial na mistura fundida (teor em peso de 20%) e à fluidez da mistura. Quando as cargas tiverem sido acrescentadas e tiverem sido orientadas, esta extração e este novo adensamento tornam possível se preservar esta orientação e se aumentar a densidade, e consequentemente, a intensidade do campo emitido.
Exemplo 2 de acordo com a invenção:
[0054] Uma composição catódica 2 para uma bateria de tons de litio foi preparada de acordo com as seguintes formulações, para a mistura antes da extração do polímero sacrificial e para a composição 2 obtida depois da extração. Tabela 2:
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[0055] A composição 2 foi preparada usando-se um misturador interno a 70°C. O HNBR e uma parte do carbonato de polietileno foram primeiro acrescentados para ser obtida uma mistura fundida plástica. As cargas inorgânicas foram então gradualmente acrescentadas com uma adição regular do carbonato de polietileno restante, até ser obtida uma mistura homogênea.
[0056] A mistura obtida foi então calandrada na forma de uma folha para ser comprimida sob uma prensa a 170°C durante 15 minutos. Finalmente, foi conduzida uma etapa de decomposição do polimero sacrificial em um forno sob ar a 230°C durante 15 minutos. Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polietileno foi medida pela diferença em peso: 100% do carbonato de polietileno inicialmente incorporado à mistura foram deste modo decompostos. Isto resultou em uma redução na densidade do eletrodo de 2,0 g/cm3 para 1,3 g/cm3 e em uma porosidade volumétrica de 50%.
[0057] Pode ser observado que a composição 2 resultante, que se origina de uma mistura fundia que compreende mais de 30% em peso da fase sacrificial e que compreende 85% em peso do material ativo, pode ser utilizável diretamente como um cátodo. Na verdade, esta composição 2 foi caracterizada em uma célula de botão contra Li metal. Fixando-se uma corrente equivalente a uma relação de carga e descarga de C/5, foi obtida uma capacidade de descarga máxima de 115 mAh (414 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor de corrente), que corresponde a uma capacidade de 135 mAh (486 C) por grama de C-LiFePO4.
Exemplo 3 de acordo com a invenção:
[0058] Uma composição catódica 3 para uma bateria de ions de litio foi preparada de acordo com as formulações abaixo (expressas em frações em peso e em volume) para a mistura antes da extração do polimero sacrificial e para a composição 3 obtida depois desta extração. Tabela 3:
Figure img0003
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[0059] Uma composição 3 foi preparada utilizando-se um misturador interno a 80°C. 0 HNBR e o carbonato de polipropileno de alta massa molar foram adicionados primeiro para se obter uma mistura fundida plástica. As cargas orgânicas foram então gradualmente acrescentadas com uma adição regular do carbonato de polipropileno de baixa massa molar (pode ser necessário o preaquecimento do material até aproximadamente 60°C para reduzir a sua viscosidade e para facilitar a adição} até ser obtida uma mistura homogênea.
[0060] A mistura obtida foi então calandrada na forma de uma folha para ser comprimida sob uma prensa a 170°C durante 15 minutos. Finalmente foi conduzida uma etapa de decomposição do polímero sacrificial em um forno sob ar a 230°C durante 45 minutos. Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polietileno foi medida pela diferença em peso: 100% do carbonato de polietileno inicialmente incorporado à mistura foram deste modo decompostos. Isto resultou em uma redução na densidade do eletrodo de 2,1 g/cm3 para 1,6 g/cm3 e em uma porosidade volumétrica de 40%.
[0061] Deve ser observado que a composição 3 resultante, que se origina de uma mistura fundida que compreende mais de 20% em peso da fase sacrificial e que compreende 85% em peso do material ativo, pode ser utilizada diretamente como um cátodo. Na verdade ela foi caracterizada em uma célula de botão contra metal litio. Fixando~se uma corrente equivalente a uma taxa de carga e descarga de C/5, foi obtida uma capacidade de descarga máxima de 123 mAh (442,8 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor de corrente), o que corresponde a uma capacidade de 145 mAh (522 C) por grama de C-LiFePO4.
Exemplo 4 de acordo com a invenção:
[0062] Uma composição catódica 4 para uma bateria de ions de litio foi preparada de acordo com as formulações abaixo (expressas em forma de frações em peso e em volume) para a mistura antes da extração do polimero sacrificial e para a composição 4 obtida depois desta extração. Tabela 4 :
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[0063] A composição 4 foi preparada usando-se uma extrusora de rosca dupla equipada com três dispositivos de medição gravimétrica, com um alimentador lateral, uma bomba de engrenagem e com uma matriz plana. Os diversos materiais de partida foram distribuídos nestes dispositivos de medição gravimétrica. Durante a extrusão as taxas de fluxo dos dispositivos de medição foram reguladas de modo a se obter a composição desejada 4. Os materiais de partida foram dispersos e homogeneizados pelo processo de fusão usando-se um perfil de parafuso especifico. A bomba de engrenagem e a matriz plana na extremidade do extrusora servem para dar à mistura obtida o formato de uma pelicula diretamente depositada sobre um coletor de corrente. A pelicula deste modo obtida foi subsequentemente tratada termicamente a 230°C durante 60 minutos, sob ar, para se obter a composição 4 final.
[0064] Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polipropileno foi medida pela diferença em peso: 100% do carbonato de polipropileno inicialmente incorporado à mistura foram deste modo decompostos. Isto resultou em uma redução na densidade do eletrodo de 2,0 g/cm3 para 1,4 g/cm3 e em uma porosidade volumétrica de 50% .
[0065] A composição 4 resultante, que se origina de uma mistura fundida compreendendo mais de 30% em peso da fase sacrificial e utilizada diretamente como um cátodo. Na verdade, ela foi caracterizada em uma célula de botão contra metal litio. Fixando-se uma corrente equivalente a uma relação de carga e descarga de C/5, foi obtida uma capacidade de descarga máxima de 123 mAh (442, 8 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor), o que corresponde a uma capacidade de 136 mAh (489, 6 C) por grama de C-LiFePO^.
Exemplo 5 de acordo com a invenção:
[0066] Uma composição catódica 5 para uma bateria de ions de litio foi preparada de acordo com as formulações abaixo (expressas em forma de frações em peso e volume), para a mistura antes da extração do polimero sacrificial e para a composição 5 obtida depois desta extração. Tabela 5:
Figure img0007
Figure img0008
[0067] A composição 5 foi preparada usando-se uma extrusora de rosca dupla equipada com três dispositivos medidores gravimétricos, com um alimentador lateral, com uma bomba de engrenagem e com uma matriz plana. Os diversos materiais de partida foram distribuídos nestes diversos dispositivos de medição gravimétrica. Durante a extrusão, as taxas de fluxo dos dispositivos de medição foram reguladas para se obter a composição 5 desejada. Os materiais de partida foram dispersos e homogeneizados pelo processo de fusão na extrusora de rosca dupla usando-se um perfil de parafuso especifico. A bomba de engrenagem e a matriz plana na extremidade da extrusora serviram para formar a mistura obtida na forma de uma pelicula diretamente depositada em um coletor de corrente. A pelicula assim obtida foi então tratada termicamente a 230°C durante 60 minutos, sob ar, obtendo-se a composição 5 final.
[0068] Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polipropileno foi medida pela diferença em peso: 100% do carbonato de polipropileno inicialmente incorporado à mistura foram deste modo decompostos. Isto resultou em uma redução na densidade do eletrodo de 2,1 g/cm3 para 1,4 g/cm3 e em uma porosidade volumétrica de 50% .
[0069] A composição 5 resultante, que se origina de uma mistura fundida que compreende mais de 30% em peso da fase sacrificial e que compreende 90% em peso do material ativo, pode ser utilizável diretamente como um cátodo. Na verdade, ela foi caracterizada em uma célula de botão contra metal litio. Fixando-se uma corrente equivalente a uma relação de carga e descarga de C/5, foi obtida uma capacidade de descarga máxima de 135 mAh (486 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor) , o que corresponde a uma capacidade de 150 mAh (540 C) por grama de LÍ4TÍ5O12.
Exemplo 6 de acordo com a invenção:
[0070] Uma composição catódica 6 para uma bateria de ions de litio foi preparada de acordo com as formulações abaixo (expressas em forma de frações em peso e em volume), para a mistura antes da extração do polimero sacrificial e para a composição 6 obtida depois desta extração. Tabela 6:
Figure img0009
[0071] A composição 6 foi preparada usando-se um misturador interno a 70°C. O HNBR e uma parte do carbonato de polietileno foram primeiro acrescentados para ser obtida uma mistura fundida plástica. As cargas inorgânicas foram então gradualmente acrescentadas com uma adição regular do carbonato de polietileno restante, até ser obtida uma mistura homogênea.
[0072] A mistura obtida foi então calandrada na forma de uma folha para ser comprimida sob uma prensa a 170°C durante 15 minutos. Finalmente foi conduzida uma etapa de decomposição do polimero sacrificial em um forno sob ar a 240°C durante 30 minutos. Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polietileno foi medida pela diferença em peso: 100% do carbonato de polietileno inicialmente incorporado à mistura foram deste modo decompostos. Isto resultou em uma porosidade volumétrica de 66%.
[0073] A composição 6 resultante, que se origina de uma mistura fundida compreendendo 50% em peso de fase sacrificial e que compreende 85% em peso do material ativo, pode ser utilizada diretamente como um cátodo. Na verdade, ela foi caracterizada em uma célula de botão contra metal litio. Fixando-se uma corrente equivalente a uma relação de carga e descarga de C/5, foi obtida uma capacidade de descarga máxima de 109 mAh (392,4 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor de corrente), o que corresponde a uma capacidade de 128 mAh (460,8 C) por grama de C-LiFePO4.
[0074] Este eletrodo foi, no entanto comprimido depois de degradação da fase sacrificial, tendo o produto resultante ainda a mesma formulação final que a composição 6 e sendo igualmente utilizável diretamente como um cátodo. Ele foi caracterizado conforme anteriormente em uma célula de botão contra metal litio, com uma corrente equivalente sendo fixada a uma taxa de carga e descarga de C/5, e foi obtida uma capacidade máxima de descarga de 106 mAh (381,6 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor), o que corresponde a uma capacidade de 124 mAh (446,4 C) por grama de C-LiFePCμ.
[0075] Deve ser observado que o teor em peso muito elevado (50%) da fase sacrificial usada na mistura fundida vantajosamente torna possivel se tornar esta mistura muito fluido e se obter espessuras de eletrodo muito baixas (50 μm).
[0076] Deve ser observado que a compressão final torna possível se reduzir a porosidade muito elevada (66%) da composição 6, para se ter uma densidade de energia que seja aceitável para o eletrodo.
Exemplo de "Controle"não de acordo com a presente invenção:
[0077] Uma composição catódica de "controle"para uma bateria de ions de litio foi preparada de acordo com as formulações abaixo (expressas em forma de frações em peso e em volume), para a mistura antes da extração do polímero sacrificial e para a composição de "controle" obtida depois da extração. Tabela 7:
Figure img0010
[0078] A composição de "controle" foi preparada usando-se um misturador interno a 70°C. 0 HNBR e o carbonato de polietileno foram primeiro acrescentados para obter uma mistura fundida plástica. Uma parte das cargas inorgânicas foi então gradualmente acrescentada. O restante das cargas inorgânicas teve que ser acrescentada em um misturador aberto. Isto se deve ao fato de que uma adição completa das cargas no misturador interno leva a um fenômeno de queimadura devido à abrasão.
[0079] A mistura obtida foi calandrada em forma de uma folha para ser comprimida sob uma prensa a 170°C durante 15 minutos. Devido à viscosidade elevada da mistura, foi somente possivel se obter uma espessura de 280 μm, em comparação com os 50 μm a 150 μm obtidos em circunstâncias normais com o processo da invenção.
[0080] Finalmente foi conduzida uma etapa de decomposição do polimero sacrificial em um forno sob ar a 230°C durante 20 minutos. Durante o tratamento térmico, a eliminação do carbonato de polietileno foi medida pela diferença em peso: 100% do carbonato de polietileno inicialmente incorporado à mistura foram deste modo decompostos. Isto resultou em uma porosidade volumétrica de 17,6% somente.
[0081] A composição de "controle"obtida foi caracterizada em uma célula de botão contra metal litio. Fixando-se uma corrente equivalente a uma taxa de carga e descarga de C/5, foi obtida uma capacidade de descarga máxima de 26 mAh (93,6 C) por grama de cátodo (sem incluir o peso do coletor de corrente) o que corresponde a uma capacidade de 30 mAh (108 C) por grama de C- LiFePO4.
[0082] Deve ser observado que a composição de "controle" que se origina de uma mistura fundida contendo somente 10% em peso da fase sacrificial, ao contrário das quantidades de pelo menos 15% necessárias nas misturas fundidas da presente invenção, é muito dificil de ser usada.
[0083] Além disso, esta composição de "controle" muito restritamente porosa (porosidade inferior a 20% em volume) não proporciona resultados eletroquimicos efetivo devido ao acesso insuficiente do eletrólito ao material ativo que dali resulta (veja a capacidade de descarga máxima de 26 mAh (93,6 C) por grama de cátodo somente), mais especificamente, ao contrário do exemplo 2 de acordo com a invenção caracterizado pelo mesmo teor em peso final do material ativo (85%), mas também pela incorporação de um teor muito mais elevado em peso da fase sacrificial (mais de 30%), o que resulta em uma capacidade de descarga máxima de 115 mAh (414 C) por grama de cátodo.

Claims (15)

1. Processo para preparar uma composição polimérica utilizável para formar um eletrodo de bateria de íon de lítio ou íon de sódio ou um eletrodo de supercapacitor ou para exibir propriedades magnéticas, o processo compreendendo as seguintes etapas: a) mistura a quente, por um processo de fusão e sem solvente, pelo menos um material ativo, uma fase polimérica de formação de ligantes e uma fase polimérica de sacrifício para obter uma mistura, e b) pelo menos parcialmente eliminar a referida fase polimérica de sacrifício para obter a referida composição que compreende o (s) material (s) ativo (s) de acordo com uma fração em peso superior a 80%, caracterizado por a referida fase polimérica de sacrifício ser usada na etapa a) de acordo com uma fração em peso na referida mistura que é maior ou igual a 15%, em que a referida fase polimérica de formação de ligante compreende pelo menos um elastômero não reticulado escolhido do grupo que consiste em copolímeros hidrogenados de butadieno / acrilonitrila (HNBR), terpolímeros de etileno / acrilato / anidrido maleico e suas misturas, sendo a referida composição polimérica desprovida de um agente de reticulação, em que a referida fase polimérica de sacrifício é eliminada na etapa b) através de uma decomposição térmica e tem uma temperatura de decomposição térmica que é pelo menos 20 ° C abaixo de uma temperatura de decomposição térmica da referida fase polimérica de formação de ligantes, sendo a referida fase polimérica de sacrifício baseada em pelo menos um polímero de sacrifício escolhido entre carbonatos de polialqueno e
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida fase polimérica de sacrifício é usada na etapa a) de acordo com uma fração de peso na referida mistura que é inclusivamente entre 20% e 80%.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a referida fase polimérica de sacrifício é usada na etapa a) na forma de grânulos com um tamanho médio numérico maior que 1 mm e na etapa a) é realizada em um misturador interno ou em uma extrusora sem separação de macrofase entre a referida fase polimérica formadora de ligante e a referida fase polimérica de sacrifício na referida mistura, na qual a referida fase formadora de ligante é dispersa homogeneamente na referida fase polimérica de sacrifício que é contínua, ou então forma um fase co-contínua com o último.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a referida fase polimérica de sacrifício é baseada em pelo menos um polímero de sacrifício escolhido dentre carbonatos de polietileno e / ou carbonatos de polipropileno.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido pelo menos um elastômero é usado na referida mistura de acordo com uma fração em peso entre 1% e 12%.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o (s) material (s) ativo (s) está (s) presente (s) na referida composição obtida na etapa b) de acordo com uma fração em peso maior ou igual a 85%, e é (são) escolhido do grupo que consiste em: - cargas inorgânicas magnéticas, como ferrites, - cargas inorgânicas ativas capazes de permitir a inserção / desinserção de lítio para eletrodos de bateria de íons de lítio, compreendendo compostos ou complexos polianiônicos litiados, como um fosfato M de metal litulado de fórmula LiMPO4 revestido com carbono, um óxido de titânio litulado de fórmula Li4Ti5O12, óxidos de fórmula LiCoO2 , LiMnO4 ou LiNi1 / 3Mn1 / 3Co1 / 3O4, ou grafite, e - cargas contendo carbono poroso para eletrodos de supercapacitores.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a referida composição obtida na etapa b) possui uma porosidade em volume entre 30% e 70% e é adequada para formar um eletrodo de bateria de íon de lítio ou íon de sódio ou um eletrodo supercapacitor.
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o processo compreende, entre as etapas a) e b), uma etapa de modelagem por calandragem da referida mistura obtida na etapa a) e na referida composição obtida em o passo b) é formado a partir de uma folha com uma espessura entre 50 μm e 150 μm.
9. Composição polimérica que forma um eletrodo de bateria de íon de lítio ou íon de sódio ou um eletrodo de supercapacitor ou exibe propriedades magnéticas, caracterizado por a referida composição ser obtida por meio de um processo conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, a referida composição compreendendo pelo menos um material ativo de acordo com uma fração em peso maior que 80%, uma fase polimérica de formação de ligante e uma fase polimérica de sacrifício de acordo com uma fração em peso maior ou igual a 0,001%, a referida composição polimérica derivada de uma mistura fundida do referido pelo menos um material ativo, da referida fase polimérica de formação de ligantes e da referida fase polimérica de sacrifício, na qual a referida fase polimérica de sacrifício foi parcialmente eliminada, sendo a referida composição polimérica desprovida de um solvente no qual o referido pelo menos um material ativo, a referida fase polimérica de formação de ligantes e a referida fase polimérica de sacrifício sejam dissolvidas ou dispersas, e a referida fase polimérica de formação de ligante compreendendo pelo menos um elastômero não reticulado escolhido do grupo que consiste em copolímeros hidrogenados de butadieno / acrilonitrila (HNBR), terpolímeros de etileno / acrilato / anidrido maleico e suas misturas, sendo a referida composição desprovida de um agente de reticulação.
10. Composição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a referida composição compreende a referida fase polimérica de sacrifício a uma fração em peso maior ou igual a 0,001% e menor ou igual a 0,01%.
11. Mistura polimérica para formar um precursor da referida composição, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada por a referida mistura ser obtida através da etapa a) do processo, conforme definido nas reivindicações 1 a 8, e compreender a referida fase polimérica de sacrifício conforme definido na reivindicação 1 para uma fração em peso na referida mistura maior ou igual a 15%.
12. Mistura de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a referida mistura compreender a referida fase polimérica de sacrifício de acordo com uma fração em peso na referida mistura, inclusive entre 20% e 80%.
13. Mistura de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada por a referida fase de formação de aglutinante ser dispersa homogeneamente na referida fase polimérica de sacrifício que é contínua, ou então forma uma fase co-contínua com a última.
14. Eletrodo de bateria de íon de lítio ou íon de sódio ou eletrodo supercapacitor, caracterizado por compreender uma composição polimérica conforme definida na reivindicação 9 ou 10.
15. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a referida composição também compreender um material de enchimento condutor eletricamente escolhido do grupo que consiste em negro de carbono, grafite, grafite expandida, fibras de carbono, nanotubos de carbono, grafeno e suas misturas, o referido material de enchimento eletricamente condutor estando presente na referida composição de acordo com uma fração em peso entre 1% e 10%.
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