Presentación en Modalidad Oral; XV congreso SIBAE 2022. 03 – 06 de abril 2022; Congreso virtual, México. https://sibae.uaz.edu.mx/
Resumen del documento:
La demanda de baterías de alta capacidad ha aumentado, principalmente por la necesidad de poner en funcionamiento vehículos eléctricos con alta autonomía. Las baterías de ion-Li, son una opción prometedora, sin embargo, aún están en desarrollo por las limitaciones que presenta el cátodo. En este sentido, la modificación estructural ha sido utilizada como estrategia para mejorar la capacidad especifica inicial y estabilidad de ciclado en nuevos materiales de cátodo. El dopaje con Na+ en las estructuras capas crea un efecto tipo ancla el cual, permite estabilizar la estructura y favorecer los procesos de difusión de los iones de Li+ [1]. Por otra parte, la incorporación del Ti4+ en la espinela LiMn2O4 se realiza con la finalidad de reducir los inconvenientes asociados al efecto Jahn-Teller que presenta la especie Mn3+ [2,3].
En este trabajo se reporta el uso del composito capa – espinela (Li1-yNayM1-zTizO2x LiM2-zTizO4), sintetizada a partir del método sol- gel, como material activo para cátodos de baterías de ion-litio y se evaluó el efecto de la incorporación de Na+ en la heteroestructura, con el objetivo de mejorar el desempeño electroquímico de este tipo de material. Para ello, se evaluó la respuesta electroquímica del composito a partir de V.C, ciclado galvanostatico y EIS. Adicionalmente, los materiales de cátodo se caracterizaron mediante DRX, XPS, Raman y SEM. La heteroestructura Na:Capa-Espinela fue preparada exitosamente mediante el método de sol-gel. Los análisis de DRX y Raman confirmaron la coexistencia de la fase capa-espinela. En la figura 1, se muestra los ensayos de carga/descarga, la estequiometria 0,5Na0.1Li0.9Mn0.4Ni0.5Ti0.1O2-0,5LiMn1.8Ti0.2O4 mostró una capacidad especifica inicial de 148 mAh g-1, sin embargo, en el ciclo 15 presenta un incremento de la capacidad específica a 180 mAh g-1, con un porcentaje de retención de 98% en el ciclo 30, comparado con el material sin sodio, el cual fue de 147 mAh g-1. Los resultados indican que la incorporación de Na+ mejora el rendimiento de ciclado y contribuye a aumentar la capacidad de descarga en la heteroestructura capa-espinela. Así, al poseer interesantes propiedades en la estabilidad cíclica creemos que este material podría ser un potencial cátodo para el desarrollo de baterías recargables.