Liberar el potencial de las baterías de litio de estado sólido: una nueva vía tecnológica propuesta por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China
Ventaja de la batería de litio de estado sólido sobre la batería de iones de litio:
La tecnología de las baterías es uno de los componentes fundamentales de las tecnologías de «carbono dual», incluidos los vehículos de nueva energía y el almacenamiento de energía. Las baterías de litio de estado sólido, que utilizan electrolitos sólidos inorgánicos no inflamables en lugar de electrolitos líquidos orgánicos, ofrecen una mayor seguridad y un mayor potencial para una mayor densidad energética en comparación con las baterías comerciales de iones de litio. Como resultado, se han convertido en el punto focal de la investigación para la próxima generación de baterías de litio.
El material del electrodo positivo de las baterías de estado sólido:
Importancia:
Según la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el profesor Ma Cheng ha propuesto una nueva vía tecnológica para el material de electrodo positivo de las baterías de estado sólido. Esta tecnología puede aumentar significativamente la carga de materiales activos dentro del electrodo positivo compuesto, lo que permite la plena realización del potencial en densidad de energía de las baterías de litio de estado sólido.
Condición para el máximo rendimiento:
Según los investigadores, para aprovechar al máximo el rendimiento de las baterías de estado sólido, sus materiales de electrodos positivos deben satisfacer al menos dos condiciones:
- Excelente conductividad iónica
- Buena deformabilidad.
Lograr estos dos aspectos es un desafío en los materiales de óxido como el óxido de cobalto de litio y el fosfato de hierro y litio utilizados en las baterías de iones de litio comercializadas actualmente.
Diseño de materiales:
En este estudio, el equipo de investigación del profesor Ma Cheng adoptó un enfoque de diseño de materiales no convencionales y construyó un nuevo material de electrodo positivo para baterías de litio de estado sólido utilizando cloruros, conocido como cloruro de litio y titanio.
Ventajas del cloruro de litio y titanio:
La investigación encontró que el cloruro de litio y titanio es altamente flexible, logrando una densidad relativa de más del 86,1% con solo prensado en frío. .
Exhibe una alta conductividad iónica a temperatura ambiente de 1,04 miliSiemens por centímetro, superando a los materiales de electrodos positivos de óxido e incluso rivalizando con los materiales electrolíticos de estado sólido que son los principales responsables del transporte de iones dentro de la batería.
Ventaja del cloruro de litio y titanio sobre el fosfato de hierro y litio y el óxido de cobalto de litio:
Los electrodos positivos compuestos basados en cloruro de litio y titanio pueden alcanzar una carga másica de materiales activos de hasta el 95%, superando con creces los límites de los materiales de electrodos positivos de óxido como el fosfato de hierro y litio y el óxido de cobalto de litio en baterías de estado sólido.
Alcance futuro:
Los resultados de la investigación indican que los materiales de electrodos positivos de cloruro, con cloruro de litio y titanio como representante, son muy prometedores como “candidatos” a electrodos positivos en baterías de litio de estado sólido, lo que permite desbloquear aún más el potencial de densidad energética de estas baterías.
