Double layer polymer electrolytes enabling high voltage solid state lithium metal batteries

Resumen

La creciente demanda de almacenamiento de electricidad en todo el mundo exige soluciones tecnológicas capaces de satisfacer con seguridad estas necesidades. Las baterías son un candidato relevante como sistema de almacenamiento de energía debido a su alta densidad energética y su eficiente almacenamiento orientado a corto-medio plazo (minutos-horas). En la actualidad, los principales retos se centran en continuar aumentando la densidad energética y mejorar su seguridad.Las baterías de iones de litio son la tecnología más implantada en los últimos 10 años debido a su densidad energética. Sin embargo, la actual tecnología ha quedado limitada a ~700 Wh L-1, lo que refleja una limitación en una autonomía de los vehículos eléctricos de ~500 km. Además, los requisitos de seguridad en los vehículos eléctricos se ven comprometidos debido al uso de electrolitos líquidos basados en compuestos orgánicos volátiles que presentan riesgo en caso de incendio o fuga.Las baterías de Li metálico en estado sólido que contienen electrolitos poliméricos son una alternativa prometedora debido a su menor flamabilidad, facilidad de procesado y contacto con el material electroactivo. Además, las SSLMBs se consideran una tecnología que habilita el uso de los electrodos de Li metal, debido a su gran estabilidad y a la formación de una interfaz estable, lo que conduce a altos valores de densidad energética teórica en comparación con la tecnología comercial actual.Esta tesis se centra en resolver problemas relacionados con la estabilidad electroquímica y la conductividad iónica en baterías de Li metálico en estado sólido con electrolitos poliméricos. Esto se lleva a cabo mediante un novedoso método de combinación de polímeros en la batería, denominado Double Layer Polymer Electrolyte (DLPE).