Difusión de Litio en Cobre

El cobre es el colector de corriente de ánodo convencional y ampliamente aplicado en baterías de iones de litio, porque el Li no forma aleaciones intermetálicas con el Cu a temperatura ambiente. Sin embargo, en el pasado se sugirió una rápida difusión y captura de litio en cobre, y los mecanismos de difusión involucrados aún no están claros. Al utilizar tres métodos complementarios, determinamos la difusión en los límites de grano y en la red del litio en cobre. Mostramos que la inducción en cobre es posible no solo a partir de depósitos de litio metálico en la superficie, sino también de un electrolito que contiene Li+. Se encontró que la difusión en la red (D0 = 3.9 × 10-9 cm2/s; Ea = 0.68 eV) y la difusión en los límites de grano (D0 = 1.5 × 10-11 cm2/s; Ea = 0.36 eV) son 13 órdenes de magnitud más bajas que las publicadas anteriormente. Además, para consideraciones prácticas de baterías de Li-ion, se discute la captura de litio en colectores de corriente de cobre, la cual depende en gran medida de la temperatura de operación y la morfología.