Síntesis y caracterización de composites nanométricos de silicio para su uso como electrodos en baterías de ión-litio

J.L. Gómez-Cámer

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• Publié le: 01 janvier 2010
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Extrait

SSÍNTESIS Y CAARACCTERRIZACCIÓNN
DE COMPOSITES NANOMÉTRICOS
DE SILICIO PARA SU USO COMO
ELECTRODOS EN BATERÍAS DE
IÓN-LITIO


Departamento de Química Inorgánica
e Ingeniería Química
FA AD DE CIENCIAS CULT

Memoria presentada por
JUAN LUIS GÓMEZ CÁMER
para asspirar al GGrado de DDoctor
por la Universidad de Córdoba

Córdoba, Julio 2010
I
TITULO: Síntesis y caracterización de composites basados en silicio
nanométrico para su uso como electrodos en baterías de ion-litio
AUTOR: Juan Luis Gómez Cámer
© Edita: Servicio de Publicaciones de la Universidad de Córdoba. 2010
Campus de Rabanales
Ctra. Nacional IV, Km. 396
14071 Córdoba
www.uco.es/publicaciones
[e-mail]
ISBN-13: 978-84-693-4180-3
























II









TÍTULO DE LA TESIS: SINTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE COMPOSITES
NANOMÉTRICOS DE SILICIO PARA SU USO COMO ELECTRODOS EN
BATERÍAS DE ION-LITIO



DOCTORANDO/A: JUAN LUIS GÓMEZ CÁMER



INFORME RAZONADO DEL/DE LOS DIRECTOR/ES DE LA TESIS
(se hará mención a la evolución y desarrollo de la tesis, así como a trabajos y publicaciones derivados de la misma).

El Lcdo. Juan Luis Gómez Cámer ha llevado a cabo con éxito el desarrollo de la Tesis
Doctoral “Síntesis y caracterización de composites nanométricos de silicio para su uso
como electrodos en baterías de ión-litio”, bajo la dirección de los doctores abajo
firmantes en los laboratorios del Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería
Química. El doctorando ha experimentado una formación continua tanto en la práctica
experimental como en la discusión de los resultados obtenidos. Los objetivos marcados
en el Proyecto inicial de la Tesis Doctoral se han cumplido de manera sobresaliente,
obteniendo resultados relevantes que han dado lugar a la publicación de diversos
artículos científicos en revistas internacionales de prestigio (4) y comunicaciones en
congresos científicos internacionales (7). Entre ellos destacamos los siguientes:

J.L. Gómez-Cámer, F. Martín, J. Morales, L. Sánchez, Journal of Electrochemical
Society 155 (2008) A189
J.L. Gómez-Cámer, J. Morales, L. Sánchez, Electrochemical and Solid-State Letters, 11
(2008) A101


Por todo ello, se autoriza la presentación de la tesis doctoral.


Córdoba, __10__ de __JUNIO____ de ___2010____


Firma del/de los director/es




Fdo.: JULIAN MORALES PALOMINO Fdo.: LUIS SANCHEZ GRANADOS
III

Agradecimientos 
 
  La presente Memoria ha sido realizada en los laboratorios del Departamento de 
Química  Inorgánica  e  Ingeniería  Química,  bajo  la  dirección  de  D.  Julián  Morales 
Palomino  (Catedrático  de  Universidad)  y  de  D.  Luis  Sánchez  Granados  (Profesor 
Titular), a quienes hago llegar el más sincero agradecimiento por su dedicación y 
tiempo invertido en mi aprendizaje, su confianza en mi trabajo, y por introducirme en 
el mundo de la investigación. 
  De  igual  modo  quisiera  agradecer  a  la  Profesora  Lourdes  Hernán  y  a  los 
Doctores Jesús Santos Peña, Manuel Cruz Yusta y José Carlos Arrebola Haro y Álvaro 
Caballero Amores por su contribución permanente en mi aprendizaje y formación 
como científico durante estos años, así como por permitirme colaborar en las líneas de 
investigación que desarrollan.  
También quisiera agradecer a todos los profesores que han contribuido en mi 
formación  desde  que  comencé  mis  estudios  en  la  Universidad  de  Córdoba, 
especialmente  a  los  del  Área  de  Química  Inorgánica,  y  muy  especialmente  a  la 
Profesora Julia Barrios, con quien disfruté de las mejores clases de primero. No podría 
olvidar al Personal del Departamento, Mª Carmen y Cristina, por su ayuda en multitud 
de tareas administrativas y por hacer más amenos los descansos de la tarea científica. 
Siempre guardaré con especial cariño el placer de compartir laboratorio con los 
becarios de Química Inorgánica: Rafa Trócoli, Óscar, Chari, Rocío, Rosalía, Bernardo, 
Mª José, Candela,… y también de haber compartido aulas, cafetería, pistas deportivas, 
etc., con becarios y Doctores de los departamentos de Q. Orgánica, Q. Física o Q. 
Analítica: Manolo Mora, Marisa, Dolores, Puri, Kaquisco, Yimo, Juanjo, Dani, Loren, 
Rafa Madueño, Antonio, Álvaro Andreu, Sergio, Juanma,… 
Al Dr. Novák, y a su grupo de investigación del Paul Scherrer Institut (Suiza), por 
permitirme trabajar y aprender con ellos, y por la ayuda recibida durante mi estancia y 
después de ella. 
A los Servicios Centrales de Apoyo a la Investigación, especialmente al Servicio 
de Microscopía (Curro y  Sandra). 
Al profesor F. Martín, de la Universidad de Málaga, por su colaboración en el 
registro y la interpretación de los espectros de XPS. 
IV
A las Administraciones responsables de la financiación de estos trabajos: Junta 
de Andalucía (Grupo FQM‐175), Ministerio de Educación y Ciencia (Proyectos: MAT 
2005‐03069 y MAT 2008‐03160, y Beca de Formación de Profesorado Universitario, 
FPU). 
Por último y más importante, el agradecimiento a mi familia, mis padres, mi 
hermana  y  mi  hermano,  a  mis  amigos,  y  a  Carmen,  a  todos  ellos  por  su  apoyo 
incondicional y por su ánimo.           






















V
Índice 
1. Objetivos  1
2. Introducción  3
2.1 Dispositivos de almacenamiento de energía 5
2.2 Clasificación de las baterías  7
2.2.1 Baterías Primarias  7
2.2.2  secundarias  8
2.3 Baterías de litio 9
2.3.1  secundarias de litio 10
2.3.1.1 Electrodo positivo  11
2.3.1.1.1 Óxidos laminares  12
2.3.1.1.2 Óxidos con estructura tipo espinela 15
2.3.1.1.3 Olivinos. Fosfatos de hierro 17
2.3.1.2 Electrodo negativo  19
2.3.1.2.1 Materiales carbonáceos 19
2.3.1.2.2 Óxidos y sulfuros de metales de transición 21
2.3.1.2.3 Aleaciones metálicas de litio 22
2.3.1.3 Electrolito  34
2.4 Referencias  36
3. Materiales