es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad Normal del Sur de China (South China Normal University) ha desarrollado un electrolito sólido polimerizado in situ basado en politetrahidrofurano reticulado (poly(tetrahydrofuran), poly(THF)), que permite que las baterías de metal de litio funcionen de manera estable en un amplio rango de temperatura de -40 °C a 55 °C, manteniendo un alto rendimiento de voltaje.
Las baterías de estado sólido se consideran una alternativa a las baterías tradicionales de iones de litio, pero la mayoría de los electrolitos poliméricos sólidos presentan problemas como baja conductividad iónica, mal contacto con los electrodos y estabilidad limitada a alto voltaje. Los electrolitos de poliéter polimerizados in situ existentes también se degradan fácilmente cuando se combinan con cátodos de alto voltaje, lo que afecta la vida útil de la batería.
El equipo formó el electrolito directamente dentro de la batería mediante un proceso de polimerización in situ. El precursor líquido puede entrar en contacto estrecho con los electrodos antes de solidificarse y es compatible con los métodos de producción actuales de baterías de iones de litio. El equipo de investigación reemplazó el monómero común 1,3-dioxolano con tetrahidrofurano (tetrahydrofuran), elevando la estabilidad de oxidación del electrolito a 4,9 voltios. El éter diglicidílico de etilenglicol (ethylene glycol diglycidyl ether) actúa como agente de reticulación para construir una estructura tridimensional, proporcionando vías adicionales para el movimiento de los iones de litio y aumentando la conductividad iónica a temperatura ambiente a 3,3 mS/cm. El difluoro(oxalato)borato de litio (lithium difluoro(oxalato)borate, LiDFOB) funciona tanto como sal de litio como iniciador, y forma una capa interfacial protectora que contiene fluoruro de litio y compuestos de boro-oxígeno-flúor en la superficie del electrodo, suprimiendo reacciones secundarias.
En pruebas con cátodos de NCM811 rico en níquel y óxido de cobalto y litio (lithium cobalt oxide), este electrolito mostró una pérdida de capacidad mínima después de cientos de ciclos a un voltaje de corte alto de 4,5 V, y puede cubrir un rango de temperatura de trabajo de -40 °C a 55 °C. Los investigadores señalan que este material es adecuado para vehículos eléctricos, aeronaves de despegue y aterrizaje vertical eléctricas y sistemas de almacenamiento de energía a nivel de red eléctrica.
El equipo de investigación cree que esta estrategia de diseño puede extenderse aún más a sistemas de baterías de sodio y de litio-azufre. Los resultados relevantes han sido publicados en la revista eScience Energy.
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