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Batteries and Fuel Cells03:12

Batteries and Fuel Cells

27.9K
A battery is a galvanic cell that is used as a source of electrical power for specific applications. Modern batteries exist in a multitude of forms to accommodate various applications, from tiny button batteries such as those that power wristwatches to the very large batteries used to supply backup energy to municipal power grids. Some batteries are designed for single-use applications and cannot be recharged (primary cells), while others are based on conveniently reversible cell reactions that...
27.9K
Electrolysis03:00

Electrolysis

27.3K
In a galvanic cell, the electrical work is done by a redox system on its surroundings as electrons produced by the spontaneous redox reactions are transferred through an external circuit. Alternatively, an external circuit does work on a redox system by imposing a voltage sufficient to drive an otherwise nonspontaneous reaction in a process known as electrolysis. For instance, recharging a battery involves the use of an external power source to drive the spontaneous (discharge) cell reaction in...
27.3K
Electrodeposition01:08

Electrodeposition

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Electrodeposition is a technique used to separate an analyte from interferents by electrochemical processes. Here, the analyte is a metal ion that can be deposited on an electrode immersed in the sample solution. The electrochemical setup consists of an anode and a cathode. When an electric current is applied to the setup, oxidation occurs at the anode. At the cathode, which consists of a large metal surface, metal ions undergo reduction and deposit onto the surface.
Electrodeposition can...
709
Ionic Bonds00:42

Ionic Bonds

121.3K
Overview
When atoms gain or lose electrons to achieve a more stable electron configuration they form ions. Ionic bonds are electrostatic attractions between ions with opposite charges. Ionic compounds are rigid and brittle when solid and may dissociate into their constituent ions in water. Covalent compounds, by contrast, remain intact unless a chemical reaction breaks them.
Opposing Charges Hold Ions Together in Ionic Compounds
Ionic bonds are reversible electrostatic interactions between ions...
121.3K

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Moran Balaish1,2, Kun Joong Kim2, Hyunwon Chu3

  • 1TUMint. Energy Research GmbH, Lichtenbergstr. 4, Garching 85747, Germany. moran.balaish@tum.de.

Chemical Society reviews
|September 4, 2025
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Las baterías de estado sólido (SSB) ofrecen potencial para los vehículos eléctricos, pero los electrolitos basados en óxidos enfrentan desafíos de fabricación. Este estudio evalúa críticamente las tecnologías SSB, su producción e integración en comparación con las baterías de iones de litio.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • La electroquímica
  • Energía sostenible

Sus antecedentes:

  • Las baterías de iones de litio (LIB) dominan la tecnología de vehículos eléctricos (EV), pero se necesitan avances para un mayor alcance y una carga más rápida.
  • Las baterías de próxima generación, incluidas las baterías de estado sólido (SSB), prometen mayores densidades de energía para los futuros vehículos eléctricos.
  • Los electrolitos sólidos basados en óxidos son componentes clave para los SSB avanzados, lo que requiere una evaluación crítica de su desarrollo y fabricación.

Objetivo del estudio:

  • Evaluar críticamente los electrolitos de batería de estado sólido basados en óxidos y sus procesos de fabricación.
  • Evaluar la viabilidad de las SSB frente a las baterías de iones de litio desde una perspectiva de ciclo de vida.
  • Identificar las lagunas científicas y tecnológicas en la producción a gran escala de SSB para vehículos eléctricos.

Principales métodos:

  • Desmontaje y evaluación de electrolitos de batería de estado sólido basados en óxidos, productos químicos y fabricación de cerámica.
  • Analizar los requisitos de materiales, las cadenas de suministro y los conceptos de reciclaje para la producción sostenible de baterías.
  • Discutir críticamente tres rutas de síntesis de cerámica: procesamiento en estado sólido, procesamiento de soluciones químicas húmedas y deposición de vapor.

Principales resultados:

  • Se destacan las directrices detalladas de procesamiento, los obstáculos y las oportunidades para la síntesis de electrolitos sólidos basados en óxidos.
  • Las ventajas y desventajas de los diferentes métodos de procesamiento se comparan en función de indicadores clave como la química de los precursores y las condiciones de síntesis.
  • Se examinan los desafíos y las soluciones para las interfaces electrodo/electrolito y la fabricación de celdas en SSB de tipo a granel y de película delgada.

Conclusiones:

  • Deben abordarse importantes lagunas científicas y tecnológicas para la producción a gran escala de SSB basados en óxidos para aplicaciones eléctricas.
  • La comprensión de las cadenas de suministro de materiales y el reciclaje es crucial para el desarrollo sostenible de SSB.
  • Se proporcionan directrices clave y perspectivas futuras para la realización de baterías de estado sólido.