OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 PARA CÁTODO EN BATERÍAS DE ION-LITIO

MARIELA ORTIZ; GUSTAVO SUAREZ; MARTINA GAMBA; SILVIA REAL

Jornada; JONICER 2017; 2017

La Argentina, junto con Bolivia y Chile conforman lo que se ha denominado el ?Triángulo del litio?, concentrando entre los tres países el 55% de las reservas mundiales de litio y cerca del 85% de los depósitos de salmueras. El litio es un elemento clave en los sistemas de almacenamiento de energía actuales: las baterías de ion-litio están presentes en teléfonos celulares, computadoras laptop, cámaras, etc. Además, esta tecnología está siendo empleada en sistemas de transporte ?verdes? como los vehículos eléctricos (VE) y VE híbridos (VEH). Por otro lado, una sociedad basada en energías alternativas deberá contar con fuentes de almacenamiento descentralizadas, con sistemas de movilidad pública y eléctrica, con redes inteligentes que calculen la energía que utiliza, almacena y produce un hogar, y para todo ello también servirán las baterías de litio [1]. Un elemento clave que limita el rendimiento de las baterías es el material activo del cátodo, por lo cual es imprescindible orientar las investigaciones hacia la mejora de sus propiedades [2]. Existe una diversidad de materiales que se utilizan como cátodos, cada uno de ellos presenta ventajas y desventajas en cuanto a su comportamiento electroquímico y estabilidad térmica y temporal. Además, existen diversas vías de síntesis de estos materiales. Entre ellas, la reacción en estado sólido presenta como característica sobresaliente la posibilidad de ser escalada a dimensiones industriales con mucha facilidad; es decir, los procesos químicos estudiados a escala laboratorio representarían los procesos que se podrían llegar a encontrar en una producción a gran escala de estos materiales. En éste trabajo se estudia la obtención y caracterización del material Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 mediante reacción en estado sólido a partir de sus precursores. En una primera etapa, se caracterizan los reactivos de partida (Li2CO3, Co2O3, MnO2, NiO, todos grado estándar) mediante difracción de rayos X (DRX), análisis térmico diferencial (ATD), termogravimetría (Tg), microscopía electrónica (SEM) y distribución de tamaño de partícula por dispersión de luz. En una segunda etapa, se genera una mezcla estequiométrica de los mismos que se lleva a diferentes tiempos de molienda (t = 0, 5, 60 y 240 min) en un molino de bolas de acero inoxidable. El efecto de la molienda en la mezcla fue seguida mediante las técnicas mencionadas. En una tercera y última etapa, los polvos obtenidos fueron conformados en un prensado uiaxial y luego sometidos a prensa isostática. Se sometieron las muestras a 400, 600, 800 y 1000 ºC mediante una rampa de temperatura de 10 °C/min en atmósfera de aire. Los materiales obtenidos fueron caracterizados mediante DRX, densidad, porosidad abierta por el método de Arquímedes, porosimetría de mercurio, SEM y tamaño medio de grano