Estudio de Funciones Termodinámicas y Propiedades Vibracionales de Intercalación de Li en “Bulk” de TiO2(B)

J. JUAN; L. FERNÁNDEZ-WERNER; P. BECHTHOLD; M. J. JIMÉNEZ; P. V. JASEN; E. A. GONZÁLEZ; R. FACCIO

Encuentro; 1er Encuentro Nacional sobre Litio: hacia una Política para el Desarrollo Integral; 2021

Un material con potencial para ser utilizado en baterías de ión-litio es el TiO2(B), el cual asegura muchosbeneficios. La teoría de la funcional densidad con metodología de Hubbard (DFT+U) fue implementadapara modelar el Li dopado en TiO2 (B), mediante el código VASP. Se realizaron estudios de la estructurageométrica, electrónica y de la diferencia de densidad de carga para poder calibrar los sistemas. Elanálisis de diferencia de densidad de carga confirma que la transferencia de carga se da desde el Li alóxido. Los estudios de estructura electrónica demuestran que el material es de carácter metálico, unsemiconductor tipo n y que existe un pequeño momento magnético presente. Se obtuvieron las densidades de estado fonónicas y la representación irreducible de los sistemas de Li-TiO2(B). Se realizaron estudios de simulación de espectroscopía Raman para el “bulk. Los sistemasdopados presentan dispersión y desplazamiento de los picos de intensidad de los espectros. Las propiedades termodinámicas estudiadas fueron la energía libre de Gibbs, la temperatura de Debye,el módulo de “Bulk”, capacidades caloríficas y las expansiones térmicas mediante el código librePHONOPY. Estos demuestran que los dos sistemas dopados con Li son estables y que tienenpropiedades mejores. Esto se ve en las temperaturas de Debye obtenidas, para 546 K, 574 K y 578 Kpara el “bulk”, los sistemas dopados A1 y A2, respectivamente. En conclusión, los resultados obtenidosaquí son novedosos para los sistemas dopados y pueden ser utilizados para ayudar parcialmente aentender las propiedades a nivel atómico de estos materiales y además para ser comparados contrabajos experimentales para el material potencial para ánodos de baterías de ión-Litio