Una nueva clase de electrolitos de éter fluorados conductores iónicos con alta estabilidad electroquímica

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías de próxima generación requieren una mayor densidad de energía, a menudo limitada por electrolitos con poca estabilidad electroquímica o baja conductividad iónica.
• Los electrolitos a base de éter ofrecen una alta conductividad pero son inestables por encima de 4 V, mientras que los hidrofluoroéteres (HFE) son estables pero no disuelven las sales de litio.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar una nueva clase de electrolitos de éter fluorados que combinan alta estabilidad oxidativa y conductividad iónica.
• Investigar las propiedades y el rendimiento de estos nuevos electrolitos en baterías de iones de litio.

Principales métodos:

• Síntesis de nuevos compuestos fluorados de éter.
• Caracterización electroquímica, incluidas las mediciones de conductividad y estabilidad oxidativa.
• Resonancia Magnética Nuclear (RMN) y Dinámica Molecular (DM) para el estudio del transporte y la solución iónica.
• Pruebas de ciclo de la batería con un cátodo en capas rico en Ni (NMC 811).

Principales resultados:

• Se obtienen conductividades iónicas de hasta 2,7 × 10−4 S/cm a 30 °C.
• Se ha demostrado una alta estabilidad oxidativa hasta 5,6 V.
• Se observaron números de transferencia de litio más altos en comparación con los éteres convencionales.
• Ciclado con éxito más de 100 veces a una velocidad de C/5 con cátodos NMC 811.

Conclusiones:

• Los nuevos electrolitos de éter fluorado combinan con éxito una alta conductividad iónica y estabilidad electroquímica.
• Estos electrolitos representan un avance prometedor para el diseño de baterías de alta densidad energética de próxima generación.
• El enfoque de diseño molecular racional ofrece una vía para el desarrollo futuro de electrolitos.