El desarrollo de películas delgadas, densas y libres de defectos de electrolitos sólidos es fundamental para lograr baterías de estado sólido prácticas y comercialmente viables.
El Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL, por sus siglas en inglés) descubrió que un pequeño ajuste generó grandes mejoras en el rendimiento de un tipo de batería de estado sólido, una tecnología considerada vital para una adopción más amplia de vehículos eléctricos.
Las baterías de estado sólido utilizan un electrolito sólido en lugar de un líquido potencialmente inflamable. Cuando la batería se carga u opera, los iones se mueven entre los electrodos a través del electrolito que los separa.
Ahora, los investigadores han desarrollado un nuevo método que produce un electrolito sólido más uniforme que el material procesado tradicionalmente, el cual contiene más huecos. Este material puede integrarse en un sistema de baterías para mejorar la estabilidad y el rendimiento.
La película del electrolito está hecha de antiperovskita (Li2OHCl), una clase prometedora de electrolitos sólidos debido a su procesabilidad inherente a baja temperatura, alta conductividad iónica y su amplia ventana de estabilidad electroquímica. El material del electrolito sólido puede generar películas/pelets con densidades muy altas (∼100%) y conductividades superiores en comparación con los pelets convencionales prensados uniaxialmente.
El enfoque consistió en calentar la prensa después de extender el electrolito sobre ella, y luego dejar que el electrolito se enfriara bajo presión. El material resultante también era casi 1.000 veces más conductor, mostrando cerca de un 50% de mejora en la densidad de corriente crítica. Además, el equipo logró una mejor litiofilicidad debido al enriquecimiento de nitrógeno en la superficie de los pelets procesados.
Es el mismo material, simplemente estás cambiando la forma en que lo fabricas mientras mejoras el rendimiento de la batería en varios aspectos.
Marm Dixit, investigador principal del ORNL.
Los resultados resaltan la viabilidad de la nueva vía de procesamiento para la ingeniería de electrolitos sólidos de antiperovskita a escala de grano, como un enfoque altamente deseable para baterías totalmente de estado sólido prácticas.
Vía www.ornl.gov
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