Comportamiento electroquímico de materiales anódicos del tipo "SnO2/Oxido de Grafeno Reducido" Nanoestructurado en Celdas de Ion-Litio

Abstract

En el presente trabajo se sintetizaron materiales anódicos nanoestructurados de SnO2/Óxido de Grafeno Reducido (RGO) con elevada área superficial mediante métodos combinados que incluyen la ruta de los atrano, el método Hummers modificado, procesos de expansión térmica y el método Solvo-Atrano. Dichos materiales fueron evaluados electroquímicamente dentro de celdas de ion litio tipo botón en función de las proporciones másicas de cada nanocomponente en la estructura del composito. La obtención de nanopartículas de SnO2 fue desarrollada mediante una nueva ruta simple denominada "método solvo/hidro-atrano" generando partículas de SnO2 distribuidas homogéneamente en la escala nanométrica (14 ± 6 nm) con una elevada superficie específica de 342.6 m2/g. Paralelamente, el RGO se sintetizó mediante oxidación química de grafito, seguido de una rápida expansión térmica a 1050 ° C. Para la síntesis de los materiales compuestos de SnO2/RGO se llevó a cabo un procedimiento de integración. En este caso, se utilizaron diferentes porcentajes de dispersiones de óxido de grafeno reducido como matriz de las nanopartículas de SnO2. Los productos obtenidos fueron caracterizados estructural y morfológicamente mediante las técnicas de FTIR, DRX, ATG, DLS y fisisorción con nitrógeno (adaptada al modelo BET). Con los materiales anódicos sintetizados se ensamblaron celdas de ion litio, con el fin de evaluar su comportamiento electroquímico, sometiéndolas a procesos de carga y descarga, ciclo de vida y espectroscopía de impedancia electroquímica. La mejor composición de nanocompositos SnO2/RGO (75% RGO, 25% SnO2) alcanzó una capacidad electroquímica específica de 1011 mAh/g que se mantuvo estable por más de 25 ciclos. Los resultados de espectroscopía de impedancia electroquímica sugirieron que el incremento superior al 25% de SnO2 dentro de la estructura del composito aumenta la resistencia a la transferencia de carga y propicia una disminución de la movilidad iónica de iones litio.