Síntesis por microondas de LiMO2 desde lixiviados provenientes de baterías ion-litio agotadas

ELIANA G. PINNA; FLORENCIA MALDONADO; DIEGO S. DRAJLIN; DANIELA S. SUAREZ; MARIO H. RODRIGUEZ

San Rafael Mendoza

Encuentro; X EnIDI; 2019

UNCuyo-UTN-UMAZA-Universidad Aconcagua

Las baterías de ion-litio (LIB) tienen importantes ventajas energéticas sobre las baterías Pbácido, Ni-MH y NiCd. Por lo tanto, son ampliamente utilizadas en dispositivos portátiles como por ejemplo: computadoras, teléfonos, cámaras y herramientas. El cátodo de una LIB está compuesto por un óxido mixto de litio del tipo LiMO2(M= Co, Ni y/o Mn), mientras que el ánodo contiene carbono grafito. Este trabajo presenta el estudio de la síntesis química, mediante el empleo de una técnica combinada sol-gel/microondas, de los óxidos mixtos del tipo LiMO2para su posterior empleo como material activo en la fabricación de cátodos de LIB. La síntesis fue realizada a partir de soluciones lixiviadas de baterías ion litio agotadas (LIBs) con diferentes ácidos carboxílicos (cítrico, tartárico y acético) en medio reductor (peróxido de hidrógeno). Los parámetros operativos estudiados fueron: tipo de agente quelante, temperatura y tiempo de calcinación. Además, fue realizada la caracterización química de los precursores y los sólidos obtenidos mediante espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR). La descomposición térmica de estos precursores fue realizada mediante análisis termogravimétrico (TGA) y la estructura cristalina de los sólidos sintetizados fue determinada mediante difracción de rayos X (DRX). Los resultados obtenidos indican que es factible llevar a cabo la síntesis de los óxidos mixtos del tipo LiMO2a partir de lixiviados provenientes de LIBs. Además, la síntesis mediante microondas mostró ser una ruta novedosa, sencilla, que puede ser realizada en cortos períodos de tiempo y con mínimo consumo de energía, en comparación a las rutas convencionales de síntesis. Por último, la caracterización por DRX de los sólidos obtenidos indicó la formación de una estructura hexagonal y laminar con un grupo espacial R-3m lo que generaría que el proceso de extracción y reinserción de iones litio en la estructura sea más eficiente.