La transformación espinela-ramsdelita: una nueva ruta de obtención de materiales para baterías recargables de litio

Se han investigado las posibles transformaciones a alta temperatura de diversas espinelas del tipo LiTi2-xMxO4 con M = V, Cr, Fe y Co, habiéndose determinado que es posible la obtención de nuevas rasmdellitas LiTi2-xVxO4 y LiTi2-xCrxO4 con 0 ≤ x ≤ 1. La caracterización estructural mediante difracción de rayos X y las medidas de susceptibilidad magnética realizadas para el caso del cromo, en unión de los datos aportados por el estudio electroquímico realizado, han permitido establecer que la sustitución catiónica lleva a compuestos del tipo Li(Ti3+)1-xMx(Ti4+)O4 con M = V3+ o Cr3+. El comportamiento electroquímico de LiTi2- xVxO4 permite proponer su posible uso como electrodo negativo en baterías de ion litio, ya que estos nuevos electrodos desarrollan capacidades de 160 mAh/g a un potencial medio de 1.5 V, valores que resultan similares a los del compuesto sin sustituir, la ramsdellita LiTi2O4 (166 mAh/g). Hay que destacar el comportamiento versátil de una nueva familia de ramsdellitas, LiTi2-xCrxO4. El estudio presentado sobre el miembro de esta familia con x = 1, la composición que se ha considerado más relevante, ha permitido proponer a este nuevo material como un buen candidato a electrodo negativo en baterías recargables de litio. Además de poder desarrollar en reducción, una capacidad máxima de 157 mAh/g a un potencial medio de 1.5 V, el material puede desarrollar en oxidación una capacidad de unos 90 mAh/g bajo una densidad de corriente de 0.1 mA/cm2 , por lo que podría actuar como el electrodo positivo, ya que en este caso el potencial medio de trabajo sería de 4 V.

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