Nuevos electrolitos cerámicos en base de circonia

MAGALI C. MOLINA; S. TERNY; M.A. FRECHERO; DURA OSCAR JUAN

San Miguel de Tucuman

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

El interés en las baterías de estado sólido de ion Litio ha estimulado la búsqueda de nuevos electrolitos que posean una conductividad iónica a temperatura ambiente mayor a 1.10-4 S.cm-1. Actualmente, el mejor electrolito sólido de ion Litio en el mercado es el Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3 con estructura romboédrica tipo NASICON. Sin embargo, el ion Ti(IV) se reduce muy fácilmente y es necesario encontrar un óxido isoestructural con valores de conductividad comparables con un catión que no se más estable. El LiZr2(PO4)3 es electroquímicamente más estable que su análogo LiTi2(PO4)3 dado que el ion Zr(IV) se encuentra en un estado de oxidación estable en óxidos que contienen unidades de (ZrO6) octaédricas. Dopando al LiTi2(PO4)3 con iones aliovalentes se pueden alcanzar mayores valores de conductividad. En nuestro trabajo estudiamos el LiZr2(PO4)3 dopado con iones divalentes (Ca2+, Mg2+ y Zn2+) para lograr un incremento de la conductividad y para favorecer la estabilización de la fase romboédrica a temperatura ambiente, teniendo en cuenta que los cationes modificadores tienen igual carga pero diferente tamaño y configuración electrónica. Resultados:Se han sintetizados tres electrolitos sólidos de fosfato de circonia dopados con cationes divalentes mediante el método de reacción por estado sólido. Los mismos se estudiaron estructural y eléctricamente mediante diversas técnicas como DRX, FTIR, DSC y EIS. Mediante el uso de DRX y DSC pudimos comprobar la estabilización de la fase romboédrica a temperatura ambiente y por ende, la eliminación de la fase triclínica. Por otro lado, los valores de conductividad medida por EIS -para la fase estabilizada- mostró un incremento de 3 órdenes de magnitud respecto al material sin dopar.Conclusiones:?Se sintetizaron electrolitos cerámicos de fosfato de circonia dopados con iones divalentes, por estado sólido.?Se estabilizó la fase romboédrica a temperatura ambiente.?Se obtuvieron valores de conductividad del orden de 3.10-5 S.cm-1 a temperatura ambiente