Desarrollo de cátodos de LiFePO4 y C para baterías de iones de litio de alto rendimiento.
| dc.contributor.advisor | Carrasco Carrasco, Claudia Andrea | es |
| dc.contributor.author | Lara Yáñez, Carolina Andrea | es |
| dc.date.accessioned | 2025-09-01T20:37:58Z | |
| dc.date.available | 2025-09-01T20:37:58Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Ciencias e Ingeniería de Materiales. | es |
| dc.description.abstract | El LiFePO4 (LFP) es un material ampliamente reconocido por su estabilidad química y seguridad en aplicaciones de baterías de iones de litio. Sin embargo, enfrenta limitaciones significativas debido a su lenta cinética tanto de iones de litio como de electrones, lo que dificulta la carga rápida, resultando en una reducción de la capacidad específica y eficiencia energética en el tiempo. Esta limitación es particularmente crítica en aplicaciones de electromovilidad, donde se requiere un rendimiento rápido y eficiente. En respuesta a estos desafíos, esta investigación doctoral se centra en el desarrollo y análisis de diversas arquitecturas de cátodos LFP que podrían superar estas limitaciones cinéticas. A través de una exploración detallada de la fabricación del cátodo, desde la síntesis de las partículas de LFP hasta la selección de aditivos conductores y las técnicas de secado, este estudio tiene como objetivo optimizar la interconexión estructural de los componentes dentro del cátodo. Se investigó la eficacia de utilizar partículas de LFP de morfología tipo placa combinadas con grafito exfoliado laminar, y el impacto de aplicar un campo magnético durante el secado para mejorar la orientación y distribución de las estructuras de LFP. Esta configuración se comparó sistemáticamente con otras arquitecturas que combinan diversas morfologías de LFP y aditivos conductores. Los resultados muestran que una arquitectura ordenada, compuesta por placas de LFP y láminas de grafito, presenta un desempeño y tolerancia superiores a altas tasas de corriente, en comparación con otras configuraciones. En particular, la celda construida con el cátodo B-LFPH/GE/CM logró una retención de capacidad del 96% a 5C, junto con una conductividad electrónica de 6.2x10-5 S cm-1 y un coeficiente de difusión de litio de 1.1x10-13 cm2 s-1. Estos valores reflejan una mejora significativa respecto a otras configuraciones no alineadas, confirmando que una mejor interconexión entre las estructuras internas del cátodo mejora considerablemente la cinética electroquímica a altas tasas de corriente. En consecuencia, se valida la hipótesis de que una arquitectura laminar-alineada puede aumentar la eficiencia de los cátodos LFP bajo regímenes de carga rápida, ofreciendo una solución viable para aplicaciones de electromovilidad. | es |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería de Materiales | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Beca Doctorado Nacional N°21212287. | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto FONDAP N°15110019. | es |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.29393/TDUdeC-50LC1DC50 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13012 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Células de litio | es |
| dc.subject | Conductividad eléctrica | es |
| dc.subject | Cinética | es |
| dc.subject | Electroquímica | es |
| dc.title | Desarrollo de cátodos de LiFePO4 y C para baterías de iones de litio de alto rendimiento. | es |
| dc.type | Thesis | en |