Análisis comparativo del efecto del método de síntesis de NMC (111) en sus propiedades electroquímicas en baterías de Ion de Li - Jiménez Cabañas, Eduardo Luciano (Universidad Autónoma Metropolitana, 2025)
El incremento en la demanda de baterías de Ion-Li (LIB) ha intensificado la investigación sobre sus componentes, particularmente el cátodo, debido a su impacto crítico en el rendimiento, costo y vida útil de estas baterías. Entre los materiales catódicos, el NMC(111) destaca por su estructura laminar y su capacidad en ofrecer una alta densidad energética y estabilidad térmica. Sin embargo, para obtener el cátodo se requiere de obtener el material catódico (material activo) a partir del método de síntesis. Pero presenta desafíos, ya que el método de síntesis en estado sólido, hidrotermal o coprecipitación, influye directamente en sus propiedades del material y su desempeño electroquímico. A pesar de su importancia, existe una falta de estudios comparativos estandarizados que analicen estos métodos bajo condiciones controladas, lo que dificulta la identificación de relaciones claras entre las propiedades del material y el desempeño electroquímico. Esta investigación tuvo como objetivo comparar los tres métodos de síntesis en estado sólido, hidrotermal y coprecipitación para la obtención de NMC, estableciendo parámetros fijos (900°C durante 18 horas en el tratamiento térmico y utilizando hidróxido de amonio como agente precipitante) y evaluando su impacto en la cristalinidad, morfología, composición química y comportamiento electroquímico. Los resultados demostraron diferencias significativas entre los métodos: estado sólido produjo partículas irregulares con baja cristalinidad (LiNi0.24Mn0.53Co0.27O2) y un rendimiento electroquímico limitado; el método hidrotermal mejoró la cristalinidad pero modifico la composición (LiNi0.24Mn0.35Co0.41O2), logrando una mayor retención de carga después de 27 ciclos, aunque con una capacidad inferior a la esperada; finalmente, el método de síntesis por coprecipitación genera la composición LiNi0.32Mn0.35Co0.33O₂, con alta cristalinidad y partículas más pequeñas, lo que genero una mejor capacidad de carga/descarga, aunque con una retención de carga/descarga inferior en comparación con el material por hidrotermal. Palabras clave: Método de síntesis, fase, desorden catiónico, cristalinidad, morfología, composición química, capacidad especifica, retención de carga y eficiencia coulómbica