Resumen

El óxido de litio cobalto (LiCoO₂) es uno de los componentes más relevantes en las baterías de ion de litio. El conjunto de características por las que se cotiza el LiCoO₂ depende de su método de síntesis. En este trabajo se sintetizó y caracterizó un oxido LiCoO₂ nanocristalino, obtenido con un método de síntesis de química húmeda. El óxido obtenido fue un polvo homogéneo en el rango nanométrico (5-8 nm) y exhibió una serie de propiedades mejoradas. La caracterización por medio de técnicas FTIR y UV-Vis llevó a la identificación de especies de citrato como productos principales en el primer paso del proceso de síntesis. La caracterización por difracción por rayos-X (XRD), Raman y microscopía de transmisión electrónica (TEM) condujo a la identificación de la fase cristalina pura del óxido LiCoO₂ sintetizado. La caracterización eléctrica del estado estacionario y la espectroscopía de impedancia del estado sólido determinaron la alta conductancia del óxido sintetizado. Todas estas características son deseables en el diseño de cátodos para las baterías de ion de litio.

INTRODUCCIÓN

El óxido de cobalto y litio (LiCoO₂) es un material estructural con una configuración laminar que almacena energía de forma eficiente. Debido a su estabilidad estructural y a su larga vida útil en los procesos de ciclos de carga, el LiCoO₂ se utiliza en el diseño de electrodos positivos en las baterías de iones de litio (Li-ion) [1-3] y en la electrónica, incluidos los dispositivos móviles modernos [4].

Lograr una producción rentable de LiCoO₂, mejorando al mismo tiempo su densidad energética, su ciclo de vida y su seguridad, es un objetivo actual de la investigación. Entender los procesos que dan lugar a las características estructurales del LiCoO₂, como el tamaño de las partículas, la forma geométrica, las propiedades de la superficie y la fase cristalina, es clave para manipular y mejorar este material [5-6].

Varios trabajos sobre la obtención de LiCoO₂ confirman que las estructuras nanométricas adecuadas proporcionan una vía eficaz para promover los iones Li⁺ y generar una alta capacidad de carga, incluso a altas tasas de descarga [7-10]. Los cátodos de LiCoO₂ sintetizados a partir de óxidos metálicos presentan una evaporación de especies de litio asociada a la temperatura. En consecuencia, los ajustes en el proceso de síntesis química del LiCoO₂ podrían mejorar su eficacia. Estas mejoras implican cambios en la microestructura del material, como en trabajos anteriores en los que se ha conseguido insertar materiales activos en matrices vítreas [11-14].

• Materias:Nanotecnología Baterias eléctricas
• Subjects:Nanotechnology Electric batteries
• Palabras claves:Nanomaterial; Baterías ion-Li; Nanocristalino; Estado estacionario
• Keywords:Nanomaterial; Li-Ion Batteries; nanocrystalline; Steady-state