Electrolitos innovadores para el desarrollo de baterías de ion litio modernas

Gregorio  Guzmán González

Gregorio Guzmán González Departamento de Química, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa

Resumen

El crecimiento de las ciudades y la población han incrementado el interés internacional por la fabricación de dispositivos que permitan facilitar el camino hacia la transición energética. Desde el punto de vista de la descarbonización, la movilidad eléctrica es uno de los caminos más prometedores, para lo cual, el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía con alta densidad gravimétrica y volumétrica (ligeras y pequeñas) es indispensable. En este sentido las baterías de iones litio se ha convertido en uno de los dispositivos de almacenamiento de energía más relevantes en las últimas décadas. Este tipo de baterías han sido catalogadas de acuerdo con la naturaleza de sus electrodos como baterías de ion-litio, litio-metal, litio-azufre, litio-aire. Donde la capacidad y voltaje son propiedades intrínsecas de la naturaleza química de los materiales utilizados para el desarrollo de los electrodos “ánodos y cátodos” y de la combinación de ellos, respectivamente. Por otro lado, la densidad de corriente en las baterías depende en gran medida de la velocidad de trasporte de iones litio a través de las diferentes faces e interfaces de la batería. Por lo tanto, la conductividad iónica de los electrolitos y aglomerantes; así como su compatibilidad con el resto de los componentes de la celda son un factor determinante en el rendimiento electroquímico global de estos dispositivos. Aquí son presentados las principales características de los diferentes tipos de electrolitos utilizados en baterías de ion litio, sus limitaciones y algunas estrategias desarrolladas en el grupo de almacenamiento de energía de la universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa (UAM-I), para el desarrollo de electrolitos innovadores con aplicación en baterías de ion litio modernas.

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Citas

Guzmán, G.; Vázquez-Arenas, J.; Ramos- Sánchez, G.; Bautista-Ramírez, M.; González, I. Improved Performance of LiFePO4 Cathode for Li-Ion Batteries through Percolation Studies. Electrochim Acta 2017, 247, 451–459. https:// doi.org/https://doi.org/10.1016/j.electacta. 2017.06.172.

Guzmán González, G. Brief Review of the Role of Polymers in Different Lithium- Ion Conducting Electrolytes for LIBs. J Mex Chem Soc 2023, 602–620. https:// doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.1959.

Younesi, R.; Veith, G. M.; Johansson, P.; Edström, K.; Vegge, T. Lithium Salts for Advanced Lithium Batteries: Li–Metal, Li–O2, and Li–S. Energy Environ Sci 2015, 8 (7), 1905–1922. https://doi. org/10.1039/C5EE01215E.

Xu, K.; Zhang, S.; Jow, T. R.; Xu, W.; Angell, C. A. LiBOB as Salt for Lithium-Ion Batteries:A Possible Solution for High Temperature Operation. Electrochemical and Solid-State Letters 2002, 5 (1), A26. https://doi.org/10.1149/1.1426042.

Aravindan, V.; Gnanaraj, J.; Madhavi, S.; Liu, H.-K. Lithium-Ion Conducting Electrolyte Salts for Lithium Batteries. Chemistry – A European Journal 2011, 17 (51), 14326–14346. https://doi.org/https:// doi.org/10.1002/chem.201101486.

Society, E. A New Class of Electrochemically and Thermally Stable Lithium Salts for Lithium Battery Electrolytes: IV . Investigations of the Electrochemical Oxidation of Lithium Organoborates A New Class of Electrochemically and Thermally Stable Lithium Salts for Li. 1997.

Reddy, I. N.; Akkinepally, B.; Reddy, Ch. V.; Sreedhar, A.; Ko, T. J.; Shim, J. A Systematic Study of Annealing Environment and Al Dopant Effect on NASICON- Type LiZr2(PO4)3 Solid Electrolyte. Ionics (Kiel) 2020, 26 (9), 4287–4298. https:// doi.org/10.1007/s11581-020-03622-5.

Guzmán-González, G.; Vauthier, S.; Alvarez-Tirado, M.; Cotte, S.; Castro, L.; Guéguen, A.; Casado, N.; Mecerreyes, D. Single-Ion Lithium Conducting Polymers with High Ionic Conductivity Based on Borate Pendant Groups. Angewandte Chemie International Edition 2022, 61 (7),e202114024. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/anie.202114024.

Alvarez-Tirado, M.; Guzmán-González, G.; Vauthier, S.; Cotte, S.; Guéguen, A.; Castro, L.; Mecerreyes, D. Designing Boron-Based Single-Ion Gel Polymer Electrolytes for Lithium Batteries by Photopolymerization. Macromol Chem Phys 2022, 223 (8), 2100407. https://doi.org/https:// doi.org/10.1002/macp.202100407.

Li, Z.; Fu, J.; Zhou, X.; Gui, S.; Wei, L.; Yang, H.; Li, H.; Guo, X. Ionic Conduction in Polymer-Based Solid Electrolytes. Advanced Science 2023, 10 (10), 2201718. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/ advs.202201718.