Conductores superiónicos mediante conducción interfacial a granel

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Iónicos de estado sólido

Sus antecedentes:

• Los conductores superiónicos son cruciales para las baterías de estado sólido (SSB), pero las opciones actuales se limitan a familias estructurales específicas.
• La conducción interfacial en sistemas compuestos se reconoce como una vía potencial, pero las aplicaciones prácticas siguen sin realizarse.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva clase de conductores superiónicos basados en mecanismos de conducción interfacial.
• Demostrar el potencial de estos materiales en aplicaciones de baterías de estado sólido.

Principales métodos:

• Fabricación a granel de películas finas compuestas con interfaces continuas.
• Caracterización de la conductividad iónica para los iones de litio, sodio y magnesio BISC.
• Pruebas de baterías simétricas de litio en estado sólido utilizando BISC de iones de litio.

Principales resultados:

• Se han logrado conductividades iónicas de 1,16 mS cm^{-1 (Li+), 0,40 mS cm-1 (Na+), y 0,23 mS cm-1 (Mg2+) a 25 °C.}
• Se ha demostrado una alta conductancia de área, que alcanza hasta 464 mS cm-2 para Li+.
• Se han observado ciclos de sobrepotencia ultrabajos y estables (> 5000 h) en baterías simétricas de litio.

Conclusiones:

• Se han introducido conductores superiónicos de interfaz a granel (BISC) como una nueva clase de materiales conductores de iones.
• Abrió nuevas posibilidades estructurales para los conductores superiónicos más allá de las familias tradicionales.
• Destacó la necesidad de seguir investigando los mecanismos de conducción y los principios de diseño de los materiales para los BISC.