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Autor/a
Estany Sancho, Eloi
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Abstract
Los electrolitos en estado sólido han ganado mucha atención recientemente como potenciales sustitutos de electrolitos líquidos comerciales, ya que ofrecen una mejora en la estabilidad y la seguridad. Sin embargo, la conductividad iónica en electrolitos en estado sólido es diferente a la de los electrolitos líquidos. La conductividad iónica en un sólido cristalino depende de su estructura. Para que los iones difundan a través de diferentes mecanismos es necesario que haya espacio en la estructura cristalina, que es generado por los defectos puntuales. La conductividad iónica se puede mejorar incrementando el desorden iónico. Esto se puede conseguir induciendo térmicamente o dopante intrínsecamente o extrínsecamente para formar compuestos no estequiométricos. Las familias típicas que se utilizan como electrolitos en estado sólido de litio son electrolitos de tipo perovskita, tipo LISICON y Thio-LISICON, tipo garnet y tipos NASICON.
En este trabajo, la investigación está focalizada en las mejoras en la conductividad iónica que se han reportado en los últimos años en electrolitos de tipo garnet y perovskita. Estas mejoras incluyen modificaciones a nivel estructural y a nivel morfológico. En referencia a las modificaciones estructurales, los cambios se han hecho a través de dopaje homovalent o aliovalent. El dopaje homovalent cambia los canales de difusión del ion litio en la estructura, un factor que claramente influye en la conductividad iónica. Por otra parte, el dopaje aliovalent cambia la relación Li / vacantes y los canales de difusión del ión litio. En referencia a las modificaciones morfológicas, se han hecho cambios para obtener una densidad relativa mayor y una resistencia al límite de grano menor. Esto se puede conseguir dopante con un catión que promueva la sinterabilitat o cambiando las condiciones del sinterizado.
Algunos estudios también han focalizado en minimizar la pérdida de litio debido a la evaporación de Li2O, ya que causa una disminución en la conductividad del ión litio. Para evitar pérdida de litio durante los procesos de síntesis y sinterizado, se han llevado a cabo cambios en los métodos convencionales de síntesis y sinterizado en estado sólido. Estos cambios incluyen la adición de un exceso de precursor de litio para compensar la pérdida de litio durante la síntesis y el uso de polvo madre para cubrir los pellets del electrolito durante el sinterizado. Además, se han estudiado métodos alternativos como la síntesis mediante el método sol-gel o el sinterizado mediante spark plasma.
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