Optimización de espinelas LiCoyMn2-yO4 para electrodos positivos de baterías recargables de ion-litio mediante ajuste del dopado y de la temperatura de síntesis

Abstract

[ES] Se han sintetizado espinelas LiCoyMn2‑yO4 (0<y≤0.33) con óptimas propiedades electroquímicas en la región de 4V mediante un procedimiento original basado en la reacción a 750º C entre las espinelas Co3y/2Mn3-3y/2O4 obtenidas a temperatura ambiente y LiOH.H2O. Los materiales obtenidos se han caracterizado por difracción de rayos-X, y la disminución del parámetro de red observada ha sido asociada con el aumento del porcentaje de dopante. Se han estudiado las propiedades electroquímicas mediante ciclaje galvanostático en una celda de litio. Se ha analizado la influencia del dopado en la capacidad, el potencial redox y la ciclabilidad de las espinelas sintetizadas. El compuesto LiCo0.11Mn1.89O4 es el material que presenta las mejores propiedades electroquímicas, con una capacidad inicial de Q = 121.7 mA h g-1 y una reversibilidad por ciclo del 99.86%.

[EN] The synthesis of LiCoyMn2‑yO4 (0<y≤0.33) spinels with optimised electrochemical performances in the 4V region has been carried out. They have been obtained by an original procedure designed by us, based on the reaction at 750ºC between the corresponding amounts of Co3y/2Mn3- 3y/2O4 spinels precursors obtained at room temperature, and LiOH.H2O. The samples have been characterized by X-ray powder diffraction, and the diminution observed in the lattice parameter has been associated with the increase of the dopant content. Electrochemical properties of the spinels have been analysed by galvanostatic cycling in a lithium cell. The influence of the dopant content on the capacity, the redox potential, and the cyclability of the spinels have also been studied. The LiCo0.11Mn1.89O4 material is the one showing better properties, with a starting capacity of Q = 121.7 mA h g‑1 and 99.86% reversibility by cycle.