Carbones altamente grafitizados a bajas temperaturas con nanopartículas de Ni encapsuladas para su aplicación como cátodo en baterías de Li-S

• F. J. Soler-Piña ^[1] ; J. L. Gómez-Cámer ^[1] ; A. Caballero ^[1]
  1. [1] Universidad de Córdoba

     Universidad de Córdoba

     Cordoba, España

     
• Localización: Nuevos desafíos, nuevas oportunidades: IX Congreso Científico de Investigadores en Formación de la Universidad de Córdoba. Córdoba, 3 al 6 de mayo, 2021, ISBN 978-84-9927-640-3, págs. 171-175
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Este trabajo se ha centrado en el estudio de un composite formado por un carbón grafitizado (79%) y nanopartículas de níquel metal (21%) con el objetivo de examinar sus propiedades en baterías de Li-S. Para sintetizarlo, se ha llevado a cabo mediante la descomposición térmica del complejo oleato de níquel-ácido oleico a 700ºC en atmósfera de nitrógeno. Para su aplicación en baterías de Li-S, el composite se mezcló con azufre elemental (60%) a 155ºC en atmósfera inerte. Ambas muestras se caracterizaronmediante DRX, ATG, isotermas de adsorción/desorción, espectroscopía Raman y microscopía electrónica de transmisión. Con el fin de analizar sus propiedades electroquímicas, se prepararon celdas tipo botón utilizando electrodos (cátodos) basados en el composite con azufre. De esta forma, las medidas realizadas en régimen galvanostático muestran que la capacidadliberada a densidades de corriente altas (0,62C = 1038,5 mA g-1) es de 756 mAh g-1 al cabo de 600 ciclos. Además, la celda posee una eficiencia coulómbica del 100% y es capaz de recuperar los valores de capacidad iniciales cuando se restablece la corriente inicial en las pruebas de ciclado a alta densidad de corriente.

  • English

    This project has focused on the study of a composite made of graphitized carbon (79%) and nickel metal nanoparticles (21%) with the aim of examining its properties in Li-S batteries. In order to synthesize this material, the thermal decomposition of Ni-oleate complex was carried out under N2 atmosphere at 700ºC. For the application in Li-S batteries, the composite was mixed with elemental sulfur (60 wt%) at 155ºC under inert atmosphere. Both samples were characterized by XRD, TGA, adsorption/desorption isotherms, Raman spectroscopy and transmission electron microscopy. In order to analyse the electrochemical properties, coin cells were prepared using electrodes (cathodes) based on the composite mixed with sulfur. Thus, galvanostatic measurements show that the capacity delivered at high current densities (0,62C = 1038,5 mA g-1) is 756 mAh g-1 after 600 cycles, while maintaining a coulombic efficiency close to 100%. Rate capability tests demonstrate its ability to retain the initial capacity after high current densities are applied.