I Congreso de Postgrado fcfm: ingeniería, ciencias e innovación

153 Santiago, 10 al 12 de agosto, 2022 ESTUDIO DE ÓXIDOS DE VANADIO A DIFERENTES FLUJOS DE OXÍGENO PREPARADOS POR MAGNETRÓN SPUTTERING REACTIVO Y SU EVALUACIÓN COMO CÁTODOS PARA BATERÍAS DE LITIO Mackarena Briceño¹*, Juan Fernández², Dario Zambrano¹, Marcos Flores², Rodrigo Espinoza ¹ 1Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales, FCFM, Universidad de Chile, Av. Beauchef 851, Santiago, Chile. 2 Departamento de Física, FCFM, Universidad de Chile, Av. Beauchef 850, Santiago, Chile. *Email: mackabsm@gmail.com RESUMEN Dentro del desarrollo tecnológico enfocado en las baterías de litio, los recubrimientos de pentóxido de vanadio (V 2 O 5 ) están siendo utilizados como material cátodico debido a su alta transferencia de carga, el cual hace que sea un material idóneo para generar ciclos de carga-descarga, permitiendo incrementar la eficiencia de las baterías de litio [1]. Dentro de las técnicas de fabricación que permiten obtener bajos espesores, homogeneidad y control de la microestructura, se encuentra la pulverización catódica reactiva (sputtering reactivo) el cual permite, además, generar diferentes estequiometrías de los óxidos de vanadio y en específico del V 2 O 5 [1-3]. El objetivo de este trabajo se enfoca en el estudio del efecto del oxígeno en el plasma de argón durante el proceso de pulverización catódica reactiva y la inf luencia de esta en el rendimiento electroquímico en su aplicación como electrodo en baterías de litio. El proceso de depósito fue monitoreado por espectroscopía de emisión óptica (OES). Las mues - tras fueron caracterizadas por Difracción de rayos X, Espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (EDS), espectroscopía confocal Raman, Espectroscopía de fotoemisión de rayos X (XPS) y Microscopía de fuerza atómica (AFM). Para el proceso de obtención del óxido metálico, durante el estudio del plasma a una potencia constante de 150W, el espectro OES exhibió líneas de emisión del vanadio (458 nm), oxígeno (777 nm) y argón (811 nm), mostrando que la intensidad de las líneas V y Ar disminuyen con el aumento de oxígeno en la cámara. Del análisis de la espectroscopía Raman para la muestra depositada a 3 SCCM de O2, se pueden identificar los modos vibra - cionales de estiramiento (143 cm-¹ ) el cual señala que existe el enlace V-O-V correspondiente a una estructura cristalina de tipo romboédrico del V 2 O 5 , mientras que la segunda banda vibracional de f lexión a 995 cm- 1 , indica la existencia del enlace V=O el cual se relaciona a la estequiometría de la película. XPS mostró una correlación entre el f lujo de O2 y el estado de oxidación del vanadio: V⁺⁴ a 1,25 SCCM de f lujo de O2, V⁺⁴/ V⁺³ a 1,75 SCCM de f lujo de O2 y V⁺⁵ sobre 2,5 SCCM de f lujo de O2 , evidenciando una capacidad de 280 mAh/g a 1C en la muestra con mayor f lujo de oxígeno en contraste a las muestras con menor f lujo de oxígeno. REFERENCIAS [1] M. Panagopoulou et al., The Journal of Physical Chemistry C, 121 (1), 70–79(2016). [2] D. Wruck, S. Ramamurthi et al., Thin Solid Films, 182 (1-2), 79–86(1989). [3] L.-J. Meng, R.A. Silva et al., Thin Solid Films, 515 (1), 195–200(2006). 14 NANOT E CNO LOG Í A Y MAT E R I A L E S