Estudio de la electrodeposición de estaño para el desarrollo de ánodos para baterías ion litio

Abstract

El estaño es un material de gran interés industrial, con variedad de aplicaciones, una de las más recientes es como material de ánodo en baterías de ion lítio, debido a su alta capacidad teórica comparada con los actuales materiales utilizados. Para ello se estudió la electrodeposición de estaño, inicialmente en medios acuosos fuertemente ácidos con un sustrato amorfo como el carbón vitreo, para luego profundizar su estudio sobre cobre. Una vez establecidas las características de la electrodeposición de estaño, en ambos sustratos, se procedió a cambiar el medio electrolítico, con el objetivo de emplear baños de electrodeposición considerados amigables con el ambiente. Por este motivo, se seleccionaron dos solventes eutécticos profundos (DES), bien diferenciados en sus propiedades físicas y químicas, para estudiar en ellos la respuesta electroquímica del estaño sobre electrodos de cobre. A partir, de la información electroquímica aportada por los estudios llevados a cabo, se procedió a establecer la factibilidad de desarrollar ánodos de estaño para baterías de ion litio. Se desarrollaron cuatro electrodos aplicando la técnica de electrodeposición de pulsos de corriente, sobre sustratos en forma de delgadas láminas de cobre brillante y espumas de cobre, para aumentar el área específica del ánodo y por consiguiente la corriente entregada. Ambos tipos de sustratos se modificaron con depósitos de óxido de grafeno reducido, producido electroquímicamente; se generó así un sustrato colector (cobre) para la batería con una película conductora (grafeno) que obstaculizara la difusión del estaño en el electrodo de cobre sin afectar la conductividad eléctrica del electrodo. Asimismo, se compararon las respuestas de electrodos de estaño y de óxido de estaño, para establecer la conveniencia de uno u otro en cuanto a capacidad y ciclabilidad.