Estudio de la transición del estado I al II en el almacenamiento de litio en grafito

A. SIGAL; E. P. M. LEIVA; E. M. PERASSI; M. OTERO; D. BARRACO

Carlos Paz

Encuentro; IV Encuentro NanoCórdoba 2017; 2017

Las baterías de ion-litio, utilizadas comercialmente en la gran mayoría de los dispositivos electrónicos, basan su funcionamiento en la utilización de grafito como ánodo y óxidos metálicos de litio como cátodo. Durante el cargado de la batería el ion-litio se intercala en el grafito formado diferentes estructuras hasta llegar a su máxima estequiometria LiC6. Estas estructuras, llamadas en inglés Stages, han sido ampliamente estudiadas experimentalmente (técnicas electroquímicas, DRX, IXS, difracción de Neutrones, etc.) y teóricamente (DFT, Monte Carlo, etc.) para comprender el mecanismo de intercalación. Conocer el funcionamiento de estos ánodos, cuáles son sus limitaciones y cuáles son las fuentes de su deterioro son fundamentales para poder mejorar su rendimiento en vistas a cumplir las nuevas demandas energéticas para extender sus aplicaciones (vehículos eléctricos). Una de las principales fuentes de deterioro y fallas de seguridad de estas celdas es la generación de calor. Basándonos en un modelo estadístico del sistema, lo expandimos y ajustamos con medidas electroquímicas propias para estudiar la generación de calor reversible para las diferentes estructuras formadas durante el cargado/descargado. Logramos reproducir cualitativa y cuantitativamente las curvas voltamétricas, perfiles de energía y entropía [3] para los estados de mayor cargado y sus transiciones.