Propiedades de Superficie de LiCoO2 Investigadas por Análisis XPS y Cálculos Teóricos

Se han llevado a cabo análisis XPS (picos centrales y espectros de valencia), en condiciones altamente controladas, sobre materiales de LiCoO2 estequiométrico y Li1+yCo1−yO2−y (y ∼ 0.05) con sobrestoichiometría de litio, observándose cambios significativos en los picos de oxígeno. De hecho, además del componente atribuido a los aniones O2− de la red cristalina, se ha observado uno segundo con intensidad variable en el lado de alta energía de enlace. Con el apoyo de cálculos biperiódicos ab initio sobre LiCoO2, proponemos que esta peculiar firma de oxígeno está parcialmente asociada, para LiCoO2, a átomos de oxígeno subcoordinados provenientes de superficies orientadas (0 0 1). Estos aniones de oxígeno en la superficie son significativamente menos negativos que los de la red. Estos resultados, junto con análisis SEM para el material con sobrestoichiometría de litio (tanto preparado como tratado térmicamente), muestran que también debe considerarse la presencia de defectos (vacantes de oxígeno) en el caso sobrestoichiométrico. Como en el material de batería, todas las reacciones (la intercalación pero también las parasitarias) ocurren a través de la superficie; la caracterización de su naturaleza cristalográfica (así como sus propiedades electrónicas) es un punto clave para una mejor comprensión y optimización de las baterías de iones de litio.