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Tesis

Caracterización eléctrica y electroquímica de celdas de litio-ion

2009



Título Caracterización eléctrica y electroquímica de celdas de litio-ion
Nombre Acosta, Jorge Javier
Ingeniero Químico Universidad Nacional de Misiones Argentina
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales, UNSAM
Directores Dr. Collet Lacoste Juan R.. CNEA
Dr. Schvezov Carlos E..
. CNEA Centro Atómico Constituyentes
Fecha Defensa 02/11/2009
Jurado Ing. Garaventa Guillermo INIFTA
Dra. Real Silvia INIFTA
Dr. Sacanell Joaquín CNEA UNSAM
Código Código IT IS/T 118/09

Resumen

La presente tesis está dedicada al estudio del comportamiento y desempeño eléctrico y electroquímico de celdas de Li-ion. Principalmente se muestran en forma comparativa los resultados obtenidos en diferentes modelos comerciales, tanto del tipo prismático como cilíndrico. El objetivo principal ha sido contribuir a la elucidación de los procesos que caracterizan las cargas y descargas de las celdas de Li-ion. Una parte importante del trabajo está centrado en el desarrollo de sistemas de medición confiables para ser utilizados en el futuro en estudios más profundos con este tipo de celdas o celdas de otras tecnologías. Los estudios se llevaron a cabo utilizando técnicas eléctricas de tipo estacionarias y de modulación (impedancia compleja), para cuyo fin se desarrollaron nuevos códigos de cálculo que permiten un mejor análisis de los resultados. En la primera parte de este trabajo de tesis se realizó una búsqueda bibliográfica sobre celdas electroquímicas; su clasificación, diferencias y ventajas de cada una, centrada principalmente en la tecnología de Li-ion y de celdas de combustible. Actualmente, éstas son las tecnologías hacia las cuales se orientan los estudios y desarrollos llevados a cabo en nuestro laboratorio.Se planteó un nuevo modelo de circuito equivalente para describir los procesos de transferencia de carga y de transporte dentro de las celdas de Li-ion y se desarrollaron nuevos programas de ajuste de variable compleja más eficientes y robustos. Los resultados obtenidos de la impedancia compleja permiten, de forma rápida y segura, clasificar las celdas según su resistencia interna, demostrándose que la impedancia compleja debe usarse para el estudio del envejecimiento de celdas. Además, se demostró la importancia que tiene el cálculo de la capacidad diferencial, ya que los picos de capacidad diferencial característicos que aparecen en función del potencial, son propios de la tecnología y su variación relativa junto con los aumentos irreversibles de la resistencia interna permitirían dar una idea cuantitativa de la degradación de la capacidad global de la celda.

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