Desarrollo de nuevos materiales anódicos para baterías de ion litio: Síntesis, caracterización y aplicación en celdas del SnO2

S. SMREKAR; J. E. THOMAS; A. VISINTIN; D. BARRACO

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Físico Química y Química Inorgánica Argentino; 2015

El desarrollo de nuevos materiales de intercalación de litio es uno de los problemas más importantes a resolver para aumentar la capacidad de las baterías y con ello dar lugar a la inclusión de los vehículos eléctricos a la vida diaria. Ya que un aumento de la capacidad de las baterías les brindaría, a este tipo de vehículos, una autonomía similar a la de los autos de combustión interna. En este trabajo se presentan resultados preliminares del desarrollo de materiales anódicos de alta capacidad. Más específicamente SnO2 por el método de Descomposición de Polímeros Porosos. Trabajado sobre fibras de algodón impregnadas en una solución alcohólica de SnCl2 y calcinándolo en atmósfera de O2. El material obtenido ha sido caracterizado física y electroquímicamente. Utilizando técnicas de microscopia electrónica, espectroscopia dispersiva de energía, difracción de rayos X, voltametría cíclica, ciclado de carga descarga, descargas a altas corrientes y espectroscopia de impedancia electroquímica, entre otras. El material obtenido presenta la composición típica del óxido con un bajo contenido de residuos clorados, su morfología es la de un material poroso formado por nano y micro partículas con una estructura macroscopica de fibras proveniente de la estructura de las fibras de algodón (polímero frame). Desde el punto de vista electroquímico el material presenta una capacidad reversible, a bajas densidades de corriente, de aproximadamente 700 mAh/g. Este valor de capacidad duplica la capacidad real (no teórica) del grafito comercial de las baterías actuales. A modo de comparación se realizaron los mismos estudios electroquímicos sobre una muestra de carbón grafítico utilizado en baterías comerciales. Como se observa en la figura 1, el SnO2 sintetizado tiene un potencial apenas por encima del potencial de litiación del grafito pero con una capacidad varias veces superior. A partir de los resultados obtenidos en este trabajo se da lugar al desarrollo de una nueva línea de investigación en cuanto a la optimización de los métodos de síntesis de este material para maximizar la respuesta electroquímica de los electrodos, teniendo siempre en cuenta la posibilidad del desarrollo a escala industrial de dicho proceso. . Este trabajo ha sido financiado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, PID 2011-0070, PICT2011-0754, la Universidad Nacional de La Plata. Y con una beca doctoral cofinanciada CONICET/Y-TEC.