Electrolitos de gas licuado para dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La química de los electrolitos en los condensadores electroquímicos y las baterías de iones de litio se ha mantenido en gran medida sin cambios, lo que dificulta los avances en el rendimiento.
• Los componentes gaseosos en los sistemas de disolventes ofrecen propiedades físicas y químicas únicas, incluido un alto factor de fluidez dieléctrica.

Objetivo del estudio:

• Investigar nuevos electrolitos basados en componentes típicamente gaseosos para dispositivos de almacenamiento de energía.
• Evaluar el rendimiento y la estabilidad de estos electrolitos en un amplio rango de temperaturas.

Principales métodos:

• Utilizando sistemas de disolventes compuestos por componentes típicamente gaseosos bajo condiciones estándar.
• Prueba de condensadores electroquímicos con electrolitos a base de difluorometano.
• Evaluación de electrolitos a base de fluorometano con ánodos metálicos de litio y cátodos de óxido de litio.

Principales resultados:

• Los electrolitos de difluorometano permitieron que los condensadores electroquímicos funcionaran excepcionalmente entre -78 °C y +65 °C con un aumento de la tensión de funcionamiento.
• Los electrolitos de fluorometano demostraron una alta eficiencia coulombina (~ 97%) para los ánodos metálicos de litio en ciclo.
• Se observó una excelente ciclabilidad y retención de capacidad para un cátodo de óxido de litio de 4 voltios, con funcionamiento hasta -60°C.

Conclusiones:

• Los electrolitos que utilizan componentes gaseosos ofrecen una amplia ventana de potencial y un rendimiento estable a través de amplios rangos de temperatura.
• Estos nuevos electrolitos mejoran significativamente las capacidades operativas de los condensadores electroquímicos y las baterías de iones de litio, especialmente a temperaturas extremas.