Resumen

Los materiales de ánodo basados en grafito sufren reacciones electroquímicas que, unidas a la degradación mecánica durante el funcionamiento de la batería, pueden afectar o deteriorar drásticamente el rendimiento de las baterías de iones de litio, e incluso provocar el fallo de la batería en vehículos eléctricos. En primer lugar, en este trabajo se construyó un modelo de partícula única (SPM) basado en la cinética de las reacciones electroquímicas. A continuación, se analizaron mediante un método matemático la concentración de iones de litio y la evolución de las tensiones inducidas por difusión (DIS) dentro del SPM en condiciones de funcionamiento galvanostático. A continuación, se detalló la evolución de las tensiones o deformaciones en el SPM, junto con la degradación mecánica de los materiales del ánodo. Por último, con el fin de verificar la hipótesis antes mencionada, se analizaron la superficie y la morfología del ánodo de grafito desmontado a partir de células frescas y degradadas tras ciclos de carga/descarga galvanostática mediante difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Los resultados muestran que los grandes cambios de volumen de los materiales del ánodo provocaron DISs durante la inserción y extracción del Li-ion dentro de las partículas activas. Las continuas acumulaciones de DISs provocaron finalmente el fallo mecánico del ánodo.

• Materias:Bioquímica Reacciones químicas Química analítica Química de los alimentos Química sostenible
• Subjects:Biochemistry Chemical reactions Analytical chemistry Food chemistry Sustainable chemistry
• Palabras claves:materiales de ánodo, dis, spm, reacciones electroquímicas, degradación mecánica, condiciones de funcionamiento galvanostático, grandes cambios de volumen, modelo de partícula única, microscopía electrónica de transmisión, ánodo
• Keywords:anode materials, diss, spm, electrochemical reactions, mechanical degradation, galvanostatic operating conditions, large volume changes, single particle model, transmission electron microscopy, anode