Novedoso electrolito de ión litio. Una nueva batería de estado sólido

PABLO E. DI PRÁTULA; NORBERT MODSCHING; SOLEDAD TERNY; EVANGELINA CARDILLO; MARIELA SOLA; MARISA FRECHERO

Villa de Merlo

Congreso; 100a reunión nacional de física; 2015

Asociación Física Argentina

Las baterías de ion litio se caracterizan por ser: limpias, eficientes, con larga vida útil, seguras y con altascapacidades especificas (másicas y volumétricas). Estas propiedades las han convertido en valiosas fuentes dealimentación para el mercado de la electrónica moderna. Por esta razón se ha desarrollado una enorme cantidadde materiales buscando mejorar la eficiencia tanto de los electrodos como de los electrolitos utilizados.El objetivo de este trabajo es el diseño y caracterización de nuevos materiales para electrolitos (E) y elensamblado y prueba de desempeño de un prototipo de batería sólida de ion litio.En el caso de los electrolitos nos hemos abocado a la búsqueda de materiales que permitan incrementarla conductividad iónica, con menores energías de activación y una composición química que se encuadre enel contexto de los materiales ?amigables con el medioambiente?, i.e. con un bajo índice de contaminación seadurante el proceso de síntesis tanto como en el material en sí mismo. Por lo motivos mencionados, los componentesfundamentales son óxidos de fósforo y bismuto. En lo que respecta al material del electrodo (e) nuestra innovaciónconsistió en el desarrollo de un material, que a diferencia de los electrodos comerciales, sustituye el contenidode cobalto por otro metal de transición con menor impacto ambiental. Además, hemos incorporado nano fibrasde carbono (NFC) incrementando considerablemente la conductividad electrónica, una propiedad que mejorafuertemente el desempeño de la batería en sus correspondientes ciclos de carga/descarga.El esquema de la celda puede representarse como: (e+NFC) /E/ NFCLas técnicas de caracterización estructural y eléctrica usadas fueron: calorimétricas (DSC/DTA), difracciónde Rayos X (XRD), Fluorescencia de Rayos X, espectroscopia FTIR, UV-Vis, microscopia con luz polarizada,microscopía de barrido (SEM-EDX), microscopía de transmisión (TEM), medidas de densidad por el método deldesplazamiento y EIS (Espectroscopia de Impedancia).El ensamble de estos materiales en una celda de litio busca: incrementar la densidad de corriente y su eficiencia,con el consecuente incremento de su vida útil, buscando un desempeño más seguro para su aplicación endispositivos electrónico.