Simulación de la cinética del sistema ion-litio/grafito: formación de las estructuras de Daumas-Hérold

GAVILÁN ARRIAZU, E. M.; BARRACO, D.E.; LOPEZ DE MISHIMA, B.; PINTO O. A; LEIVA, E. P. M.; OVIEDO, O. A.

Tucuman

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Quimica Inorgánica; 2019

En este trabajo se estudia el proceso de intercalaciónde del ion-litio en grafito con técnicas de simulación  de Monte Carlo(MC). El sustrato de grafito,material empleado comúnmente como ánodo en las baterías de ion-litio, esemulado con modelos de gas de red, que brinda la posibilidad de definir sitiosespecíficos donde el litio puede depositarse. El modelo considera dosprocesos:  la inserción y la difusión delLitio. Para la inserción se aplica el método de MC en el conjunto gran canónicomientras que en el proceso difusión se aplica Monte Carlo Cinético (kMC). Paralas simulaciones de kMC se consideran tres tipos de eventos: difusión aprimeros vecinos, inserción y deleción de los Litios por una de las caras de lared (interfase). Los estudios comparativos de ambas técnicas demuestranque la velocidad lenta de intercambio de los iones de litio en la interfase delgrafito es determinante, ya que impiden al sistema alcanzar el equilibrio en untiempo razonable para un experimento ordinario. Esto conduce a que los iones sedistribuyan en la red con un arreglo regular como el propuesto por Daumas yHérold. Con estos resultados hemos llegado a la conclusión de que la disposiciónde los litios en una red de grafito corresponde a un sistema fuera delequilibrio, en contraposición con la disposición termodinámicamente más estableobtenida con las simulaciones de GCMC.