Baterías de ión-litio: optimización en métodos de síntesis del LiFePO4 para su utilización industrial

J.E.THOMAS; C.CALDERON; D. BARRACO; A. VISINTIN

Buenos Aires

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

Debido a la gran demanda energética actual, es imperativo el desarrollo y mejoramiento de las fuentes de energías no convencionales, como por ejemplo convertidores solares fotovoltaicos o turbinas eólicas. Por su naturaleza intermitente, estos deben complementarse con dispositivos almacenadores energía como las baterías recargables. A la hora de diseñar una batería los materiales de los electrodos se eligen teniendo en cuenta las siguientes propiedades: alta capacidad, buena conductividad, estabilidad, bajo costo, seguridad en el manejo, durabilidad, bajo impacto ambiental. En el caso de baterías de ión-litio, el LiFePO4 satisface la mayoría de las condiciones que debe reunir un material para ser utilizado como cátodo.1,2 En el presente trabajo tiene como objetivo disminuir los tiempos de síntesis del LiFePO4, para el método de combustión en fase sólida. Utilizando la activación mecánica mediante molino de bolas de alta energía. La combustión en fase sólida es un método de síntesis muy conocido, pero con largos tiempos de síntesis. Obteniéndose generalmente buenos valores de capacidad (100 mAh g-1 o más) aunque usualmente se encuentran impurezas de FeP2, lo que disminuye la capacidad de material por unidad de masa.3 Por ello se llevo a cabo la síntesis de las nanopartículas de LiFePO4 por el método tradicional (de 12 horas de mezcla seguida de la combustión) y con el método por molienda (10 minutos de molienda y posterior combustión). Se caracterizaron los materiales obtenidos electroquímica, física y químicamente para determinar las propiedades de los mismos. Al caracterizar el LiFePO4 preparado por el nuevo método se obtuvieron buenos resultados electroquímicos con una capacidad aproximada de 110 mAh g-1. Por lo tanto se propone este nuevo método de síntesis simplificado, rápido, más fácil y económico para aplicar en la preparación de grandes cantidades de material activo. El cual produce un LiFePO4 de buenas características electroquímicas, factible de utilizarse como material catódico en el armado de baterías de ión-litio. Agradecimientos: Este trabajo ha sido financiado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, PID 2011-0070, PICT2011-0754 y la Universidad Nacional de La Plata. 1 A.K. Padhi, K.S. Nanjundaswamy, J.B. Goodenough, J. Electrochem. Soc. 144, (1997), 1188-1193. 2 M. Koltypin, D. Aurbach, L. Nazar, B. Ellis, Electrochem. Solid-State Lett. 10, (2007), A40-A44. 3 Dragana Jugović, Dragan Uskoković , Journal of Power Sources 190, (2009), 538? 544