Baterías de litio: Desde la síntesis del material activo a la celda en Argentina.

VISINTIN A.

Barcelona

Congreso; V Workshop de la Red E3TECH / I Workshop Iberoamericano a Distancia ?Aplicaciones Medioambientales y Energéticas de la Tecnología Electroquímica?; 2020

V Workshop de la Red E3TECH / I Workshop Iberoamericano a Distancia ?Aplicaciones Medioambientales y Energéticas de la Tecnología Electroquímica?

Desde hace diez años, en el INIFTA (Universidad Nacional de La Plata) se viene estudiando nuevos materiales de intercalación de iones de litio como resultado del interés del Gobierno Argentino en explotar grandes depósitos de litio en el norte del país. En este sentido, se trabajó en el desarrollo de técnicas para la construcción de electrodos con buena respuesta a altas corrientes de descarga. De este modo, los materiales catódicos, los fosfatos de hierro y litio con estructuras de olivina, cumplirían el requisito de altas corrientes de descarga. Asimismo, la potencia específica de las celdas también es importante y es posible aumentar este valor, cambiando los cátodos a materiales con mayor potencial redox. Las espinelas de LiMn2-xNixO4 son los sistemas más prometedores en este campo en particular. Además, se trabaja en el área de baterías de litio-azufre y en el desarrollo de nuevas espinelas de LiMn2O4, LiMn2-xNixO4 y LiNi0.5Mn1.49Ti0.01O4, que son los sistemas más prometedores en este campo en particular, y en la síntesis y física de caracterización electroquímica de estos materiales mediante diferentes técnicas como voltamperometría cíclica, ciclos de carga-descarga y espectroscopia de impedancia electroquímica, SEM, TEM, XRD y EDS.Ahora bien, una clara comprensión de los procesos que ocurren durante el uso de baterías de litio es indispensable para mejorar el rendimiento y la eficiencia de estos sistemas, los electrolitos y las condiciones de trabajo de este tipo de baterías. Por esta razón, desarrollamos un sistema de celda de iones de litio en funcionamiento capaz de trabajar en experimentos típicos de corriente / potencial para este tipo de baterías y al mismo tiempo permitir realizar experimentos de absorción o difracción de rayos X sobre los materiales activos. De esta manera, es posible caracterizar diferentes materiales activos anódicos y catódicos mediante técnicas de espectroscopía de rayos X como XANES y EXAF en diferentes condiciones de trabajo, es decir dar cuenta de los diferentes estados de carga (SOC) durante un funcionamiento potenciodinámico y también en condiciones de funcionamiento normales como ciclos de carga y descarga. El objetivo de este trabajo entonces es enfocar el uso de la misma celda electroquímica no sólo a XAFS sino también a otro tipo de técnicas (XRD, XRF, entre otros) trabajando en experimentos potenciodinámicos más rápidos o en condiciones de corriente superiores. En definitiva, se resume aquí los resultados y avances realizados en los últimos años en nuestras diferentes líneas de desarrollo de materiales y prototipos de baterías.