Vol. 43 Núm. 1 (2026), Artículos Originales
Vol. 43 Núm. 1 (2026)

Análisis Computacional de la Estabilidad Estructural y la Resistencia a laRadiación Gamma y Electrónica en Espinelas LMO y LNMO

Artículos Originales
Publicado 2026-07-15
D. Valdés .
Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN), La Habana, Cuba
https://orcid.org/0009-0006-4627-4316
A. Leyva Fabelo
Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN), La Habana, Cuba
Carlos Manuel Cruz Inclán
Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN), La Habana, Cuba
PDF (Inglés)

Palabras clave

Spinel materials (81.05.Ja), Radiation damage (61.80.-d), Threshold displacement energy (61.72.Cc), Lithium-ion batteries (82.45.-h), Atomic displacement cascades (61.82.-d)

Cómo citar

(1)
Análisis Computacional De La Estabilidad Estructural Y La Resistencia a laRadiación Gamma Y Electrónica En Espinelas LMO Y LNMO. Rev. Cubana Fis. 2026, 43 (1), 20-24.
ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver AMA

Descargar cita

Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX

Resumen

Este estudio investiga la respuesta a la radiación ganma y electrónica de materiales empleados como cátodo en baterías de iones de litio, específicamente LiMn2O4 (LMO) y LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO), mediante el análisis computacional de las secciones eficaces de desplazamientos por átomo. Los resultados indican que la sustitución parcial de Mn por Ni en el LNMO incrementa significativamente la resistencia a la radiación, lo cual se atribuye al fortalecimiento de enlaces covalentes Ni-O, la reducción de las distorsiones Jahn-Teller y la estabilización de la red cristalina. Las simulaciones por Monte Carlo usando el software MCCM revelan que el LNMO requiere de energías 1, 3 − 1, 8 veces mayores para que se dé inicio a las cascadas de desplazamiento atómico en comparación con LMO.

PDF (Inglés)

Referencias

[1] G. B. Andreozzi and F. Princivalle, Am. Mineral. 87, 838 (2002)

[2] Y. Lin, F. Li, K. Zhao, S. Zou, X. Tan, Z. Shi, J. Fan, L. Ouyang, M. Zhu and J. Liu, Small Methods 9, 2402233 (2025)

[3] H. Sun et al., Adv. Funct. Mater. 32, 2112279 (2022)

[4] L. Wan, Y. Deng, C. Yang, H. Xu, X. Qin and G. Chen, RSC Adv. 12, 30503 (2022)

[5] M. M. Thackeray, P. J. Johnson, J. T. Vaughey, N. Li and S. A. Hackney, J. Mater. Chem. 15, 2257 (2005)

[6] K. E. Sickafus et al., Science 289, 748 (2000)

[7] R. Arabolla et al., Solid State Ionics 324 (2018)

[8] C. Biagioni and M. Pasero, Am. Mineral. 99, 1254 (2014)

[9] P. Dzerzanovsky and I. G. Barash, Geol. Ore Deposits 53, 758 (2011)

[10] I. M. Torrens and M. T. Robinson, Phys. Rev. B 9, 5008 (1974)

[11] M. J. Norgett, M. T. Robinson and I. M. Torrens, Nucl. Eng. Des. 33, 50 (1975)

[12] R. Amin and I. Belharouk, J. Power Sources 348, 311 (2017)

[13] M. Kunduraci, J. F. Al-Sharab and G. G. Amatucci, Chem. Mater. 18, 3585 (2006)

[14] J. H. Kim, N. P. W. Pieczonka, Z. Li, Y. Wu, S. Harris and B. R. Powell, Electrochim. Acta 90, 556 (2013)

[15] L. Cai, Z. Liu, K. An and C. Liang, J. Mater. Chem. A 1, 6908 (2013)

[16] A. J. A. Al-Hail et al., ACS Appl. Energy Mater. 3, 6400 (2020)

[17] M. T. Robinson and I. M. Torrens, Phys. Rev. B 9, 5008 (1974)

[18] W. A. Coghlan, F. W. Clinard, N. Itoh and L. R. Greenwood, J. Nucl. Mater. 141–143, 382 (1986)

[19] S. Tan, W. Zhang, F. Jiao, Y. Zhou, L. Yang, W. Shi and Z. Wang, Cryst. Res. Technol. 56, 2100076 (2021)

[20] L. Van Brutzel, P. Alvarez and A. Chartier, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 326, 278 (2014)

[21] I. Piñera, C. M. Cruz, Y. Abreu, A. Leyva, A. E. Cabal and P. Van Espen, Monte Carlo Assisted Classical Method for the Calculation of DPA Distributions in Solid Materials. In 2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 2557 (2008)

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.

Derechos de autor 2026 Sociedad Cubana de Física & Facultad de Física de la Universidad de La Habana