ESTUDIO TEÓRICO DE LA ADSORCIÓN Y DIFUSIÓN DE LITIO SOBRE MATERIALES HÍBRIDOS PARA SER EMPLEADOS COMO PROTECCIÓN DE ÁNODOS DE LITIO METÁLICO EN BATERÍAS DE LITIO DE LA PRÓXIMA GENERACIÓN

MOREL LUCIANA; VICTOR ARAMBURU; BEATRIZ LOPEZ; FLAVIA LOBO MAZA; MARTIN ZOLOFF

LA PLATA

Congreso; XXII CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUÍMICA Y QUÍMICA INORGÁNICA; 2021

Asociación Argentina de Fisicoquímica y Química Inorgánica

Las baterías de ion litio (ion-Li) son actualmente muy utilizadas por sus propiedades, tales como su capacidad gravimétrica y volumétrica, gran densidad de potencia, entre otras. Sin embargo, y a pesar de las optimizaciones realizadas, la densidad energética está muy por debajo de la deseada para implementar estos dispositivos en aplicaciones tales como vehículos eléctricos (1).Las baterías de litio de la próxima generación más promisorias, litio ? azufre y litio ? aire, utilizan un ánodo de litio metálico (2,3). Esto supone un enorme desafío desde el punto de vista tecnológico debido a la reactividad del mencionado metal. Una posible alternativa consiste en proteger el ánodo con una capa de un material que sea medianamente buen conductor de la corriente eléctrica y que permita la adsorción y rápida difusión de los iones litio.En el presente trabajo se modelaron materiales híbridos 2D basados en la estructura del g-C3N4, mediante la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) empleando el programa Quantum ESPRESSO (QE). El objetivo fue examinar la eficacia de esta superficie para ser utilizadas como lámina protectora para el litio metálico. Se estudiaron principalmente la nucleación y el crecimiento de pequeños conglomerados de litio sobre la misma. Asimismo, se examinó el efecto de dopar g-C3N4 con elementos de diferente naturaleza electrónica. Finalmente, se correlacionaron los resultados encontrados con descriptores basados en la estructura electrónica del material. Para ello se determinó la termodinámica de la adsorción de litio, así como también las barreras cinéticas para su difusión, mediante el método de la banda elástica (c-NEB). A pesar de que aún no se concluyó con el análisis de los datos, se puede mencionar que existe una relación entre la estructura electrónica de la superficie tanto con la energía de adsorción de litio como con la barrera difusional. Por lo tanto sería relevante el cambio producido al dopar la superficie con los elementos empleados.