Hybrid polymer electrolytes for high-voltage solid-state lithium metal batteries
- Autores: Carlos Eduardo Villacís Segovia
- Directores de la Tesis: Irune Villaluenga Arranz (dir. tes.), Andriy Kvasha (codir. tes.), David Mecerreyes Molero (tut. tes.)
- Lectura: En la Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea ( España ) en 2025
- Idioma: inglés
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Aplicada y Materiales Poliméricos por la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea
- Calificación: Sobresaliente Cum Laude
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: ADDI
- Resumen
En esta tesis doctoral se desarrollaron electrolitos compuestos híbridos poliméricos para baterías de litio-metal de alto voltaje operables a temperatura ambiente. El enfoque se centró en la combinación de un polímero iónico con un elevado contenido de líquido iónico, con el fin de favorecer la disolución de sales de litio y optimizar la conductividad iónica del sistema. Sin embargo, esta estrategia implica una disminución de las propiedades mecánicas del electrolito, lo que limita su capacidad para suprimir el crecimiento dendrítico y, en consecuencia, compromete la seguridad y la durabilidad de la batería.
Ante esta problemática, la investigación evaluó el efecto de tres tipos de rellenos: nanofibras de celulosa (CNFs), nanocristales de celulosa (CNCs) y óxido de litio, lantano y circonio dopado con aluminio (Al-LLZO), incorporados en un electrolito híbrido en estado de gel constituido por PDADMAFSI (polímero iónico), LiFSI (sal de litio) y PYR13FSI (líquido iónico).
Se analizó la influencia de cada relleno sobre las propiedades térmicas, mecánicas, de transporte iónico y electroquímicas del electrolito, con el propósito de identificar una formulación que combine alta conductividad iónica, estabilidad electroquímica y resistencia mecánica suficiente para mejorar tanto la seguridad como el rendimiento de las baterías de litio-metal a temperatura ambiente.
