Conductividad iónica anormalmente alta de los conductores del tipo Li₂SiS₃

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• El desarrollo de baterías de estado sólido más seguras y de alta energía requiere electrolitos con alta conductividad iónica a temperatura ambiente.
• La escasez de estructuras cristalinas conocidas para conductores superiónicos limita la innovación de materiales para baterías.

Objetivo del estudio:

• Para reportar un nuevo conductor superiónico de litio con conductividad iónica mejorada.
• Investigar una nueva estructura de marco tridimensional para electrolitos en estado sólido.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de Li2SiS3 con simetría cristalina tetragonal.
• Medición de la conductividad iónica a temperatura ambiente (298 K).
• Análisis cristalográfico para determinar la nueva estructura del marco.

Principales resultados:

• Se identificó una nueva estructura cristalina tetragonal de Li2SiS3, con dímeros tetraédricos aislados que comparten los bordes.
• Este nuevo conductor exhibe una alta conductividad iónica de 2,4 mS cm-1 a 298 K.
• La conductividad es tres órdenes de magnitud mayor que su polimorfo ortorrómbico.

Conclusiones:

• El recién descubierto Li2SiS3 es un conductor superiónico de litio prometedor.
• Su marco basado en silicio, derivado de recursos abundantes, ofrece potencial para el desarrollo de electrolitos de estado sólido escalables.
• Una mayor optimización podría conducir a la próxima generación de baterías de estado sólido.