Pruebas de adhesión y propiedades eléctricas de electrolitos solidos sobre cátodos de baterías de litio

PROCACCINI, R. A.

2021-07-01

2021-11-01

Energia

Se plantea: a) depositar electrolito sólido sobre cátodo de LiFePO4 provisto por empresa solicitante; b) evaluar la adhesión y compatibilidad electrolito/cátodo en función de los parámetros de deposición; c) medir la conductividad del electrolito sólido sobre el cátodo. Se comenzará con la síntesis del material que conforma el electrolito, basado en un sistema de precursores químicos que generan la matriz de base sílice y el precursor de iones litio (Li2CO3 o LiAc.2H2O) en medio etanólico y catálisis ácida. La síntesis se basa en la selectividad, pureza y control sobre la química que ofrece la vía de síntesis sol-gel. Se utilizarán reactivos químicos de alta pureza, no tóxicos y seguros. Posteriormente, el electrolito (en estado líquido) se depositará sobre el material catódico (LFP: LiFePO4), a través de la técnica de dip-coating (inmersión-extracción).Esta etapa también se realizará dentro de la caja de guantes y Posteriormente se hará un tratamiento térmico de 110°C durante 30 y 60 minutos en estufa (fuera de la caja de guantes). La matriz de trabajo será entonces de 10 muestras del electrolito sólido depositado sobre el material catódico para realizar los estudios de caracterización y medidas eléctricas. Para evaluar si las características estructurales y eléctricas de la hemicelda (electrolito/LFP) son las adecuadas para baterías de litio de estado sólido, primero las muestras obtenidas se observarán por microscopia óptica, analizando la presencia de defectos (grietas, burbujas, desprendimiento de electrolito, deformación del substrato (cátodo), etc). Las muestras con integridad estructural y adhesión adecuadas se estudiarán a través de medidas en espectrofotómetro UV-visible, FTIR, XRD y SEM. Finalmente, se harán testeos de conductividad iónica, utilizando una celda de 4 hilos aplicando la técnica de impedancia electroquímica (EIS).