Resumen de Óxidos mixtos de metales de transición para electrodos de baterías tipo ión-litio e ión-sodio
Margarita María Jaraba Caballero
Este trabajo tiene como objetivo la obtención y caracterización de nuevos materiales electródicos para baterías de ión-Li. Varios óxidos de metales de transición relacionados con la espinela LiMn204 se evaluaron como cátodos de 5 V frente a Li+/Li. Utilizando un exceso del reactivo de Li en la preparación del LiNi0.5Mn1.504 se obtienen fases de alta pureza que presentan buen comportamiento electroquímico. Mediante la sustitución de Mn y Ni por otros metales de transición se obtuvieron nuevos materiales. Así, la incorporación de pequeñas cantidades de Ti (LiNi0.5TixMn1.5-x04) conduce a una mejora neta de la cristalinidad, que tiene su reflejo en un aumento de la capacidad reversible y de la retención en ciclos sucesivos. La extracción de Li conduce a la aparición de arias fases cúbicas con distintos parámetros de red.
En la nueva serie de composición LiNiyCo1-2y;n1+yO4, se observan partículas más grandes y con formas geométricas más regulares al aumentar el contenido en Ni, lo que tiene un efecto positivo en el comportamiento electroquímico.
Se obtuvieron de composición LiCoxFeyMn2-(x+y)04, estudiados mediante difracción de neutrones y RMN, observándose mejor ocmportamiento electroquímico para y=0.2 y x=0.8. Durante la oxidación se observó la contracción de la red en un mecanismo de una sola fase cúbica.
Varios óxidos de metales de transición se evaluaron como ánodos en baterías de ión-Li. La presencia de pequeñas cantidades de Mg en Ni6-xMgxMnO8, con estructura de NaCl defectivo, mejora el comportamiento electroquímico.
La reacción de estos compuestos con Li implica la reducción reversible de los iones de metales de transición, observada por espectroscopia Mössbauer de 57Fe, y la pérdida irreversible de la cristalinidad del material. Las reacciones electroquímicas con Li en óxidos mixtos AB2O4, con estructura tipo espinela, conducen a una pérdida de orden de largo alcance y reducción de
