Doctor En Quimica

REVISTA BOLIVIANA DE QUÍMICA

VOLUMEN 29, No.1 – 2012

PERSPECTIVAS EN EL PROCESAMIENTO DE MATERIALES ELECTRODOS PARA BATERÍAS DE ION LITIO EN BOLIVIA
Saúl Cabrera a , Fabián Benavente a , M ax V argas a , José Luis Flores a , M anuel Ortega a , Jaim e V illca a , Rafael M am ani a , N aviana Leiva a , M artin Luna a , W aldo Yapu a , M ario Blanco b , E duardo R. Palenque c , Rodny Balanzad
Laboratorio de Energías Alternativas, Instituto de Investigaciones Químicas, UMSA. b Laboratorio de Caracterización Estructural de Minerales, Instituto de Investigaciones Geológicas y del Medio Ambiente, UMSA c Laboratorio de Materia Condensada, Instituto de Investigaciones Físicas, UMSA d Instituto de Investigaciones en Metalurgia y Materiales, UMSA
Received: 04/05/12 Approved: 22/06/12Published: 30/06/12
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Keywords: Síntesis, Ánodo, Cátodo, Batería de ion litio, Electrodos. ABSTRACT The existing aspects about synthesis, characterization and electrochemical properties of different electrodes for lithium ion batteries are analyzed. Identification and synthesis of precursors are included and also the processes of these materials obtaining in Bolivia. The commercial properties forthese materials offered by different companies are mentioned. Finally local synthesis of two cathode electrodes (LiMn2O4) and (LiFePO4) from potential precursors present in Bolivia are reported. *Corresponding author: saulcabreram@hotmail.com RESUMEN Se analiza la síntesis, caracterización y las propiedades electroquímicas de diferentes electrodos para baterías de ion litio, identificándose losprecursores y los métodos de síntesis, resaltando los procesos de los materiales obtenidos en Bolivia, y las propiedades comerciales ofertadas para estos materiales por diferentes empresas. Finalmente se hace la identificación de los procesos de obtención para dos electrodos catódicos (LiMn2O4) y del (LiFePO4), a partir de potenciales precursores existentes en Bolivia. INTRODUCCIÓN La puesta almercado de baterías de ion litio (LIB) a principios de 1990 por la empresa japonesa Sony (1) ha constituido el inicio de una revolución comercial en el campo de sistemas de almacenamiento de energía, provocando un crecimiento en el mercado de dispositivos electrónicos, tales como teléfonos móviles, computadoras portátiles, MP3 y otros. De hecho, las baterías de ion litio son actualmente producidas pormiles de millones de unidades al año (2), su demanda en los últimos años está en aumento, fundamentalmente por la utilización de baterías de litio de potencia para diferentes aplicaciones, y su introducción poco a poco al mercado de la industria de automóviles Híbridos (HEV), Eléctricos (EV), y Eléctricos Enchufables (PHEV) (3). Su aplicación en estos sistemas, más su potencial aplicación ensistemas de energías renovables (Eólicos y Solares), donde las mismas son una opción atractiva para obtener sistemas eficientes de almacenamiento, hace que las LIB se vayan constituyendo en un elemento clave para el campo energético amigable al medio ambiente, consolidándose poco a poco un mercado altamente atractivo para los próximos años (4). No obstante en ambos casos las baterías todavía soncostosas y para consolidarse en el mercado internacional deben volverse accesibles para la mayoría de los consumidores. (5). Hoy en día, si bien estos costos han bajado, los materiales para su construcción de baterías de ion litio siguen resultando del orden del 40 a 50% del costo total de baterías de potencia, (Figura Nº 1) (6).

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REVISTA BOLIVIANA DE QUÍMICA

VOLUMEN 29, No.1 – 2012

Figure Nº 1 Distribución de costos de producción de baterías de ion litio para HEV y PHEV (criterios de evaluación: planta de producción de 100 000 baterías por año, configuración de celda comercial tipo NCA – G,...