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Esta presentación resumirá el trabajo de doctorado de mi estudiante Yin Zhang. Usando una combinación de muchas técnicas experimentales, que incluyen difracción de rayos X (XDR), microscopia electrónica de barrido (SEM), microscopia electrónica de transmisión (TEM), espectroscopia de fotoemisión de rayos X (XPS), espectroscopia de fotoemisión de rayos ultravioleta (UPS), espectroscopia de perdida de energía de electrones (EELS), ultravioleta-visible-infrarrojo cercano (UV-Vis-NIR) y espectroscopia de absorción de rayos X suaves (sXAS) en el “Australian Synchrotron”, se muestra que las partículas de los materiales de batería tienen una superficie que difiere del interior. Estas superficies determinan muchas propiedades, las cuales han sido atribuidas equivocadamente al material estequiométrico dentro de las partículas. Basados en tal información, cálculos de Teoría Funcional de la Densidad (DFT) han sido reevaluados, y las mejores aproximaciones determinadas. Esta fenomenología en las superficies de los materiales de baterías es más general de lo que se ha reconocido anteriormente. Ha sido observada y estudiada en detalle para una familia de fosfatos de Hierro, Manganeso, Níquel, Cobalto y Vanadio. Observaciones preliminares en óxidos de Litio, Níquel, Cobalto, Manganeso muestran comportamiento similar. El entendimiento adquirido permite diseñar los recubrimientos para estabilizar los materiales en contacto con los electrolitos, reduciendo la necesidad de extensivas metodologías empíricas, que han venido dominando el desarrollo de los materiales de baterías hasta el momento.
1. Y. Zhang, J. A. Alarco, J. Y. Nerkar, A. S. Best, G. A. Snook, P. C. Talbot and B. C. C. Cowie, ACS Applied Energy Materials, 2020, 3, 2856-2866.
2. Y. Zhang, J. A. Alarco, J. Y. Nerkar, A. S. Best, G. A. Snook, P. C. Talbot and B. Cowie, ACS Applied Energy Materials, 2020, DOI: 10.1021/acsaem.0c01536.
