Un estudio reciente de electrolitos sólidos de tipo gamnético para baterías de metal de litio sugiere que se pueden promover los beneficios de su densidad de energía esperada. La investigación muestra que una batería de metal de litio estateral totalmente sólida (ASSLMB) que usa Lithium Lenthanam Zirconio óxido (LL ZO) solo alcanzará una densidad de gravedad de 272 wh/kg, que es un 250-270 WH/270 WH/270 WH/kg. En vista de los altos costos de producción y los desafíos de fabricación asociados con LLZO, los resultados muestran que el estado integral o rodeado de electrolitos de estado sólido puede ser alternativas más viables.
“Las baterías de metal de litio estatuto All Solmed se han visto como el futuro del almacenamiento de energía, pero nuestro estudio muestra que no se espera que los diseños basados en LL ZO proporcionen densidad de energía”, dijo Eric Jianfing Cheng, WPI -AMR de la Universidad de la Universidad de Tohuko. “Incluso en condiciones ideales, los beneficios son limitados, y los desafíos de costo y fabricación son importantes”.
Las baterías de metal de litio de estado sólido se consideran la próxima generación de tecnología prometedora debido a su seguridad y una mejor eficiencia energética. El principal candidato de electrolitos sólidos, LL Zoo, es apreciado por su estabilidad y conductividad de glaseado. Sin embargo, el modelado detallado de la práctica celda de bolsa basada en LL zo desafía el supuesto de que este material mejora significativamente la densidad de energía. Este estudio sugiere que incluso con un separador de cerámica LLZO ultravioleta de 25 μm y un cátodo de alta capacidad, el rendimiento de la batería está ligeramente por delante de las mejores células de iones de litio tradicionales.
Uno de los principales problemas que destacan el estudio es la densidad de LLZO, que aumenta la masa celular general y reduce los beneficios energéticos esperados. Aunque la densidad de energía en el volumen alcanza aproximadamente 82 823 WH/L, se obstruye el peso adicional y el costo de LLZO. Además, la sustancia de la sustancia, la dificultad de fabricar las hojas defectuosas y los problemas de los dendriets y vedes de litio en la interfaz complican aún más la implementación. “Ll Zeo es un gran material desde un punto de vista de estabilidad, pero sus límites mecánicos y su castigo de peso crean serios obstáculos para la comercialidad”, dijo Cheng.
Como alternativa, los investigadores están detectando métodos híbridos que conectan LL Zodo con otros materiales. Una estrategia prometedora incluye LLZO en estos electrolitos compuestos de polímeros, que mantienen una alta conductividad de iconos al mejorar la flexibilidad y los fabricantes. Otro enfoque son los electrolitos Kosi Solid State LL ZO, que agregan una pequeña cantidad de electrolito líquido para aumentar el transporte iónico y la integridad estructural. Estos diseños híbridos han mostrado una mejora en la estabilidad a largo plazo.
“En lugar de centrarnos en una batería de estado sólido completamente cerámica, debemos reevaluar nuestro punto de vista”, dijo Cheng. “Al combinar LL Zodo con polímeros o electrolitos basados en gel, podemos mejorar el fabricante, perder peso y aún mantener una alta eficiencia”.
El estudio, apareció en Material de almacenamiento de energía, En colaboración con investigadores de la Universidad de Tohoko, la Universidad de Shanghai Jiao Tong, MIT, UW Medicine, John Hopkins University y St. Andrews University. Al destacar los límites de las baterías del estado sólido cerámico, la investigación enfatiza la necesidad de una solución práctica de ingeniería que equilibre la eficiencia energética, la fabricación y el costo.
