El proceso de intercalacion de Litio en Grafito mediante simulaciones de Monte Carlo

GAVILÁN ARRIAZU, E. M.; PINTO O. A; LÓPEZ DE MISHIMA, B. A.; OVIEDO O. A.; LEIVA, E. P. M.

La Plata, Buenos Aires

Congreso; 102a REUNION DE LA ASOCIACiON FISICA ARGENTINA; 2017

Las baterías de litio recargables se han vuelto de importancia primordialdebido a sus aplicaciones tecnológicas en dispositivos electrónicos portátilesy aparecen como la alternativa más prometedora para vehículos eléctricos.Actualmente, el mercado de baterías recargables se basa principalmente enbaterías de iones de litio, cuya producción está aumentando continuamente. Sinembargo, para ampliar su aplicabilidad en otros campos como vehículoseléctricos, su densidad de energía y potencia debe ser mejorada. En estesentido, entender los procesos por los cuales la intercalación de iones delitio tiene lugar en el grafito, el material preferido para el ánodo en lasbaterías de iones de litio, es un tema fundamental para mejorar las capacidadesde este tipo de baterías. Una isoterma de inserción de iones litio en grafito,muestra diferentes etapas, llamadas ?stages? (VIII->IV, IV->III,III->II y II->I). Sin embargo, hay evidencia experimental que indica laexistencia de etapas intermedias entre los stages I y II. Su interpretación yla fenomenología todavía no están completamente claras. En este estudio,mostramos nuestros avances computacionales más recientes en la caracterizaciónde dichas etapas durante la inserción de iones de litio en grafito. Abordamosesta caracterización teórica utilizando un potencial que consta de trestérminos: uno para la energía entre litios del mismo plano, otro para loslitios en planos diferentes y la energía del intercalante con la red degrafito. En las simulaciones de Monte Carlo se utilizan el ensamble canónico yel modelo de gas-red para obtener información termodinámica como: isotermas deadsorción, entropía diferencial y energía.