SÍNTESIS MECANOTÉRMICA DE LA FAMILIA Li2MnO3-xClx (x = 0, 0,5 y 1,0) COMO POSIBLES MATERIALES CATÓDICOS PARA BATERÍAS DE ION Li

LUCAS GARRO; LUCÍA BARBOSA; CARLOS LÓPEZ

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

El sistema de batería de ion Li (LIB) se considera como una de las soluciones en almacenamiento con mejor rendimiento en lo que respecta a densidad de energía. La tecnología LIB está altamente desarrollada usando como material catódico LiCoO2.1 Sin embargo debido a su costo surge la necesidad de reducir el uso de Co. En este sentido una de las fases que ha cobrado interés es Li2MnO3.2 En el presente trabajo se ha estudiado la síntesis del Li2MnO3 y sus fases dopadas con Cl con el objeto de inducir el par redox Mn3+/Mn4+ para así mejorar su desempeño electroquímico. En este sentido se exploró la síntesis mediante el método cerámico con asistencia de la molienda mecánica con el objeto de encontrar las condiciones óptimas para obtener dichas fases. La evaluación de la síntesis se llevó a cabo mediante termogravimetría (TG), infrarrojo (FTIR), microscopia (SEM) y difracción de rayos X (DRX). El análisis estructural y microestructural se realizó por DRX y refinamiento Rietveld. La síntesis se realizó a partir de Mn2O3, Li2CO3 y LiCl (para las fases dopadas). Los reactivos fueron molidos en un molino de alta energía y luego tratados a temperaturas seleccionadas según los resultados de TG. La fase sin Cl se logra obtener a 450 °C. Las fases dopadas presentaron dos procesos de pérdida de masa además del correspondiente a la hidratación propia del LiCl. Según los cálculos estequiométricos y DRX las fases dopadas se forman por encima de los 800 °C. Los refinamientos Rietveld permitieron ajustar las estructuras obtenidas y obtener información microestructural como se muestra en la Figura 1. En el presente estudio se encontró que la molienda mecánica permite reducir la temperatura de síntesis en un posterior tratamiento térmico, obteniéndose fases puras con un alto efecto microestructural. Los materiales obtenidos resultan buenos candidatos para futuros estudios electroquímicos.