Se espera que las baterías de litio recargables de estado sólido sean uno de los dispositivos de almacenamiento de energía de próxima generación debido a su alta densidad de energía, seguridad y excelente estabilidad del ciclo. Los materiales utilizados para el electrolito sólido no solo deben tener un altoconductividad de iones de litio por encima de 1 mS / cm a temperatura ambiente, pero también posee estabilidad química.
Los materiales de electrolitos sólidos a base de óxido tienen varias ventajas sobre los materiales a base de sulfuro, como su estabilidad química y facilidad de manejo. Por el contrario, la formación de una interfaz sólido-sólido con baja resistencia entre el electrolito sólido y el electrodo es otro desafíoproblema para lograr un mejor rendimiento electroquímico en baterías de estado sólido con un SE a base de óxido.
En este estudio, Ryoji Inada y sus colegas del Departamento de Ingeniería de Información Eléctrica y Electrónica, Universidad de Tecnología de Toyohashi, desarrollaron un óxido de conducción iónica rápida de tipo granate como el electrolito sólido para una batería de estado completamente sólido.el material desarrollado, la batería recargable de estado sólido fue fabricada y probada.
El equipo de investigación investigó la influencia de la sustitución de cationes extraterrestres Ba2 + y Ta5 + en Li7La3Zr2O12 en la fase cristalina, la microestructura y la propiedad de conducción iónica sistemáticamente. Para estabilizar la fase de granate cúbico altamente conductivo, la concentración de Li en las fórmulas químicasse fijó en 6.5 para que la fórmula del compuesto se pueda expresar como Li6.5La3-xBaxZr1.5-xTa0.5 + xO12 LLBZTO.
Como resultado, la conductividad más alta a temperatura ambiente de 0.83 mS / cm se obtuvo en granate LLBZTO con contenidos de Ba y Ta de 0.1 y 1.6, respectivamente. La energía de activación del granate LLBZT tendió a disminuir monotónicamente con un nivel de sustitución de Ba creciente;sin embargo, el exceso de sustitución de Ba y Ta degradó la conductividad.
Además, confirmaron que el granate LLBZTO tiene una amplia ventana de potencial electroquímico, por lo tanto, se pueden utilizar diversos materiales de electrodo positivo y negativo para construir una batería de estado sólido. Fabricamos un electrodo de película TiNb2O7 TNO en LLBZTOusando el método de deposición de aerosol y demostró su carga y reacción de descarga usando una muestra de batería de estado sólido TNO / LLBZTO / Li.
Estos resultados indican que el granate LLBZTO desarrollado se puede usar como un electrolito sólido en una batería de estado sólido y contribuye a la realización de una batería recargable muy segura para fuentes de energía a gran escala, aunque se necesita investigación adicional encon el fin de mejorar el rendimiento de las baterías de estado sólido. Los investigadores llevaron a cabo más estudios para realizar baterías de estado sólido con alta densidad de energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Tecnológica de Toyohashi . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :