Preparación y estudio de fosfato de hierro y litio con diferentes morfologías y su aplicación en baterías de ión-litio

Abstract

La investigación se ha centrado en la mejora de las propiedades electroquímicas del fosfato de hierro y litio, material positivo muy atractivo como electrodo en celdas litio ion. El óptimo comportamiento electroquímico de la estructura fosfolivina está basado en la meseta de potencial originada a 3.5 V. Las principales deficiencias del material, una muy baja conductividad intrínseca y un coeficiente de difusión de litio en la red muy pequeño, son causantes del pobre comportamiento electroquímico presentado por el material sin modificar. Con estas ideas en mente, el propósito de este trabajo ha sido el diseño de un electrodo basado en LiFePO4 sometido a diversas modificaciones: i) Reducción del tamaño de partícula a escala nanométrica disminuyendo el camino que ha de recorrer el litio incrementando la retención de capacidad. ii) Adición de materiales conductivos como carbón, oro o cobre, superando las limitaciones de conductividad. iii) Inducir mesoporosidad incrementando el contacto electrodo/electróIito y por lo tanto mejorando el comportamiento electroquímico. Tras estos estudios, se elaboraron celdas litio ion con fosfato de hierro y litio comercial como electrodo positivo. Electrodepósitos de litio sobre magnesio, aleaciones litio aluminio o titanato de litio de tamaño nanométrico como electrodos negativos.