Avance en el desarrollo de electrolitos compuestos para baterías de estado sólido

Las baterías compuestas de polímero sólido/cerámica generan grandes esperanzas de mejorar el rendimiento de la batería, pero los resultados de la literatura dan resultados contradictorios. Para decidir, los científicos de LEPMI (CNRS/Universidad de Grenoble Alpes/Universidad de Savoie Mont-Blanc) han desarrollado (Graphics) una metodología que vuelve a unir todo (En la teoría de conjuntos, un conjunto designa intuitivamente una colección…) de estos resultados. Publicado en la revista Nature Materials, su trabajo ayuda a explicar las discrepancias entre ciertas medidas de conductividad y ayudará a desarrollar electrolitos compuestos capaces de mejorar la autonomía y seguridad de las baterías de estado sólido.

Medida e interpretación de la conductividad.
© Renaud Bouchet.

Si bien la Unión Europea ha anunciado el fin de los motores térmicos (Un motor es un dispositivo que transforma energía no mecánica (eólica, química, etc.) para 2035, el aumento de la demanda de baterías no puede ser cubierto por los actuales sistemas de iones de litio ( Los acumuladores de litio utilizan tecnología en desarrollo,…), cuya autonomía está llegando al límite y que presentan riesgos de explosión (Explosión es la transformación rápida de un material en otro material que tiene…) en caso de un cortocircuito Actualmente, muchos equipos de investigación (Investigación científica designa en primer lugar a todas las acciones emprendidas con vistas a…) recurren a baterías de electrolitos sólidos ya sea en polímeros, económicos y fáciles de moldear, pero con baja conductividad, o en cerámica (Primer «arte del fuego» en aparecer (antes de la metalurgia y el trabajo del vidrio), etc.), aunque más conductor, pero también más fragmentario Islas.

Los electrolitos compuestos, constituidos por partículas electrolíticas cerámicas dispersas en una matriz electrolítica polimérica (Un polímero (etimología: del griego pollus, varios, y meros, parte) es uno…), parecen ser un compromiso prometedor para beneficiarse de las ventajas de cada uno, pero las medidas de su desempeño arrojan resultados muy diversos, incluso contradictorios. Para racionalizar las mediciones de conductividad, los científicos del Laboratorio de Electroquímica y Fisicoquímica de Materiales (Un material es un material de origen natural o artificial que el hombre moldea para…) e interfaces (LEPMI, CNRS/Universidad de Grenoble Alpes/Savoie Mont- Blanc University) han desarrollado una metodología simple y reproducible basada en la espectroscopia de impedancia electroquímica (el término impedancia se usa en varios campos) que mide la resistencia.

Para ello utilizaron dispersiones de polvos cerámicos conductores en oligómeros simulando polímeros, lo que permite estudiar la conductividad efectiva de la mezcla (Una mezcla es una asociación de dos o más sustancias sólidas, líquidas o gaseosas… ) polímero/cerámica . En aras de la exhaustividad, se probó un gran número (La noción de número en lingüística se trata en el artículo «Número…) de diferentes electrolitos. A continuación, las mediciones se compararon con modelos teóricos del entorno medio. Parece que los resultados aberrantes se debieron a la degradación de la matriz de polímero/líquido, lo que provoca aumentos esporádicos en la conductividad que no son representativos del rendimiento real del material compuesto (el material compuesto es un conjunto de al menos dos materiales inmiscibles ( pero…).

El equipo también señala que la agregación de polvo de la cerámica, independientemente de su composición química, convierte al polvo en un aislante debido a las resistencias entre partículas y, en consecuencia, disminuye la conductividad efectiva del compuesto. Este trabajo ayuda a comprender mejor el efecto real de la dispersión (Dispersión, en mecánica ondulatoria, es el fenómeno que afecta a una onda en un…) de un electrolito cerámico en polvo en un electrolito polimérico, y en particular el papel de la microestructura del polvo, un paso necesario para mejorar el rendimiento de las baterías compuestas. Los investigadores ahora están estudiando la resistencia de transferencia de carga iónica en la interfaz (una interfaz es un área, real o virtual, que separa dos elementos. La interfaz…) entre polímeros y cerámicas, que es uno de los factores fundamentales que impulsan el rendimiento de pilas

Referencia:
Partículas densas de electrolitos inorgánicos como palanca para promover la conductividad de electrolitos compuestos
James A. Isaac (ISAAC es un algoritmo capaz de generar números pseudoaleatorios, caídos en el dominio…), Didier Devaux & Renaud Bouchet, Nature Materials, 2022.

contactos:
– Renaud Bouchet – Docente-investigador en el Laboratorio de Electroquímica y Fisicoquímica de Materiales e Interfaces (LEPMI, CNRS/Universidad Grenoble Alpes/Universidad Savoie Mont-Blanc) – Renaud.bouchet@lepmi.grenoble-inp.fr
– Stéphanie YounèsResponsable de Comunicación (La comunicación concierne tanto al hombre (comunicación intrapsíquica como interpersonal,…) – Instituto (Un instituto es una organización permanente creada para un fin determinado. Es…) de química (La química es una ciencia dividida en varias especialidades, en…) del CNRS (El Centro Nacional de Investigaciones Científicas, más conocido por sus siglas CNRS, es el más grande…) – inc.communication@cnrs .Fr
– Anne-Valérie Ruzette – Scientific Officer (Un científico es una persona que se dedica al estudio de una ciencia o ciencias y que…) para la comunicación – CNRS Instituto de Química – anne-valerie.ruzette@cnrs.fr
– Christophe Cartier dit Moulin (Un molino es una máquina para moler granos de cereal en harina y, por analogía,…) – Investigador (Un investigador (fem. researcher) designa a una persona cuyo trabajo es hacer…) en el Instituto de Química Molecular de París y director de proyectos de comunicación científica en INC – inc.communication

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