TAMAÑO Y CARGA: EFECTO DE DIFERENTES DOPANTES CATIONICOS SOBRE ELECTROLITOS TIPO NASICON

C. LÓPEZ; G. NARDA; S. TERNY; M.A. FRECHERO

Cordoba

Congreso; 105° Reunion de la Asociacion Fisica Argentina. Primera RAFA webinar.; 2020

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. Dentro del grupo de los electrolitos sólidos, los compuestos de formula LiM2(PO4)3 con estructura tipo NASICON han llamado la atención dados sus altos valores de conductividad iónica. Estos materiales forman estructuras 3D de túneles intersticiales a través de los cuales el ion litio puede difundir fácilmente.El LiZr2(PO4)3 es electroquímicamente más estable que su análogo LiTi2(PO4)3 dado que el ion Zr(IV) se encuentra en su estado de oxidación más estable. Dicho compuesto es conocido por presentar un complejo polimorfismo entre su fase α´ de baja temperatura con estructura triclínica (c1̅) y la de alta temperatura α que presenta una estructura romboédrica (R3̅c). El valor de la conductividad a temperatura ambiente del LZP es un poco baja para ser utilizado como electrolito solido en aplicaciones prácticas. Por otro lado, se sabe que la incorporación de elementos con diferente radio iónico y carga dentro de la estructura cristalina del LZP puede mejorar el tamaño del ?cuello de botella? de los caminos de conducción de ion Litio y por ende aumentar la conductividad. En este trabajo se buscaron nuevas formulaciones del LiZr2(PO4)3 al doparlo con iones aliovalentes de distinto tamaño y carga, con el fin de conseguir la estabilización de fase conductora de alta temperatura e incrementar los valores de conductividad. También, se estudió el efecto que los diferentes cationes generan sobre las propiedades del electrolito. Para el desarrollo de este trabajo se sintetizaron electrolitos sólidos de fosfato de circonia dopados, mediante el método de reacción por estado sólido. Se estudiaron estructural y eléctricamente mediante DRX, FTIR, DSC y EIS. Pudimos comprobar la estabilización de la fase romboédrica a temperatura ambiente con la eliminación casi completa de la fase triclínica. Además, los valores de conductividad medidos por EIS -para la fase estabilizada- mostraron un incremento de 3 órdenes de magnitud respecto al material sin dopar