Study of Na-M-(O,F) phases: synthesis, crystal chemistry and electrochemical performance in sodium - based batteries
En la presente Tesis se describe el estudio de fases en los sistemas Na- M-(O, F) con (M = Ti, V, Mn y Mo), incluyendo la preparación, en condiciones suaves, la caracterización cristaloquímica y el ensayo electroquímico en baterías de sodio. Los resultados más significativos obtenidos para M = Mn co...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:128790 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/128790 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cristal·loquímica Cristaloquímica Crystal chemistry Bateries Baterias Batteries Síntesi Sintesis Synthesis |
| Sumario: | En la presente Tesis se describe el estudio de fases en los sistemas Na- M-(O, F) con (M = Ti, V, Mn y Mo), incluyendo la preparación, en condiciones suaves, la caracterización cristaloquímica y el ensayo electroquímico en baterías de sodio. Los resultados más significativos obtenidos para M = Mn comprenden la síntesis en medio acuoso de los fluoruros Na2MnF5 y NaMnF3, y del nuevo oxifluoruro NaMnMoO3F3 · H2O, que presenta una estructura laminar con parámetros de celda a = 3.5947(1), b = 21.246(1) y c = 7.3893 (2) y grupo espacial Cmcm (No.63). En el caso de M = V, la síntesis por vía solvotermal en diferentes condiciones permitió la preparación de diversas fases tales como la ya conocida NaVF4 o la nueva criolita Na3-δVOF5 (a = 5,54034 (2) Å, b = 5,68041 (2) Å, c = 7,95229 (3) Å, β = 90.032 (7) y grupo espacial P21/n (nº14)). También se preparó a 100 ºC la quiolita Na5-δV3F14-δ (a= 10,5482 (2) Å, b= 10.4887 (1) Å y c= 10.3243 (1) Å, y grupo espacial Cmc21 (N° 36)) en un medio de reacción con concentraciones de más altas, la cual fue caracterizada mediante difracción de neutrones y radiación sincrotrón. En el caso de M= Ti, se preparó el oxifluoruro Na5Ti3O3F11 mediante síntesis asistida por microondas. Su estructura cristalina es también de tipo quiolita con grupo espacial Cmca (n° 64) y parámetros de celda a= 10,496(2) Å, b= 10,398(1) Å y c= 10,291(1) Å. El rendimiento electroquímico de dichos fluoruros y oxifluoruros resultó ser limitado, presumiblemente debido al carácter altamente aislante de los fluoruros y al hecho de que los potenciales redox, se encuentran fuera de la ventana de la estabilidad de los electrolitos convencionales, lo cual pudo confirmarse en algunos casos específicos mediante cálculos DFT. Finalmente, se llevó a cabo un estudio adicional dirigido a determinar los factores que afectan el comportamiento electroquímico y más concretamente la retención de la capacidad del Na2Ti3O7. Éste incluyó medidas in situ y ensayos de envejecimiento en contacto con el electrolito. Las conclusiones preliminares parecen indicar que la pérdida de la capacidad no está relaciona principalmente con la degradación estructural del compuesto sino con su reactividad con el electrolito. |
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