{"id":35430,"date":"2022-03-15T03:56:05","date_gmt":"2022-03-15T03:56:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=35430"},"modified":"2022-05-25T01:39:19","modified_gmt":"2022-05-25T01:39:19","slug":"high-energy-all-solid-state-battery-mass-production-noticing-the-electrolyte-thickness","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/high-energy-all-solid-state-battery-mass-production-noticing-the-electrolyte-thickness\/","title":{"rendered":"Producci\u00f3n en serie de bater\u00edas de estado s\u00f3lido de alta energ\u00eda - Observaci\u00f3n del espesor del electrolito"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"35430\" class=\"elementor elementor-35430\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-15e114b elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"15e114b\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-cd7a0c1\" data-id=\"cd7a0c1\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-9b4ae85 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"9b4ae85\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-62d83b1\" data-id=\"62d83b1\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b9a771e elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"b9a771e\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<h1 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Producci\u00f3n en serie de bater\u00edas de estado s\u00f3lido de alta energ\u00eda - Observaci\u00f3n del espesor del electrolito<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-14289e8 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"14289e8\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-d5c0885\" data-id=\"d5c0885\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-d99cce3 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"d99cce3\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\"><div style=\"border: 2px solid #ccc;\"><ol style=\"padding-left: 2.2em; line-height: 40px;\"><li><a href=\"#Research_background\">Antecedentes de la investigaci\u00f3n<\/a><\/li><li><a href=\"#Introduction\">Introducci\u00f3n<\/a><\/li><li><a href=\"#Graphical_guide\">Gu\u00eda gr\u00e1fica<\/a><br \/><ol style=\"counter-reset: item;\"><li><a href=\"#Effect_of_SSE_thickness_on_gravimetric_and_volumetric_energy_density\">Efecto del grosor de la ESS en la densidad de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica<\/a><\/li><li><a href=\"#Influence_of_SSE_thickness_on_energy_density\">Influencia del grosor de la ESS en la densidad de energ\u00eda<\/a><\/li><li><a href=\"#Strategies_to_reduce_SSE_thickness\">Estrategias para reducir el espesor de la ESS<\/a><\/li><li><a href=\"#Other_matching_designs\">Otros dise\u00f1os a juego<\/a><\/li><\/ol><\/li><li><a href=\"#Summary_and_outlook\">Resumen y perspectivas<\/a><\/li><\/ol><\/div><h2 id=\"Research_background\">Antecedentes de la investigaci\u00f3n<\/h2><p>Las bater\u00edas de estado totalmente s\u00f3lido (ASSLB) son candidatas potenciales para la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de bater\u00edas de litio metal m\u00e1s seguras y, hasta ahora, la mayor parte de los trabajos sobre electrolitos de estado s\u00f3lido (SSE) se han centrado en aumentar la conductividad i\u00f3nica y mejorar la estabilidad interfacial.<\/p><p>Puede averiguar qu\u00e9 es una bater\u00eda de estado s\u00f3lido viendo el siguiente v\u00eddeo\uff1a.<br \/><iframe title=\"Reproductor de v\u00eddeo YouTube\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/azACL3lLMo8\" width=\"1280\" height=\"720\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/p><p>Sin embargo, se ha prestado menos atenci\u00f3n al espesor del electrolito, que en realidad desempe\u00f1a un papel importante en la determinaci\u00f3n de la densidad energ\u00e9tica y el rendimiento electroqu\u00edmico de las bater\u00edas de litio de estado totalmente s\u00f3lido (ASSLB). Por lo tanto, existe una necesidad urgente de evaluar la ESS m\u00e1s all\u00e1 de los factores convencionales y proporcionar un an\u00e1lisis exhaustivo de la influencia del espesor de la ESS.<\/p><p>Hablando de electrolitos, hemos hablado de <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/top-10-lithium-ion-battery-electrolyte-company-in-china-in-2022\/\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">Las 10 principales empresas de electrolitos para bater\u00edas de iones de litio de China en 2022<\/span><\/span><\/a> antes.<\/p><\/div><div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\"><h2 id=\"Introduction\">Introducci\u00f3n<\/h2><p>Recientemente, un equipo de profesores de la Universidad de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Huazhong public\u00f3 un estudio titulado \"Reducing the Thickness of Solid-State Electrolyte Membranes for High-Energy Lithium Batteries\" (Reducci\u00f3n del grosor de las membranas electrol\u00edticas de estado s\u00f3lido para bater\u00edas de litio de alta energ\u00eda) en la revista de renombre internacional Energy &amp; Environmental Science.<\/p><p>Se analiza sistem\u00e1ticamente el efecto del espesor del electrolito en la densidad energ\u00e9tica de las c\u00e9lulas de bolsa ASSLB, haciendo hincapi\u00e9 en las estrategias para reducir dr\u00e1sticamente el espesor de la pel\u00edcula de SSE sin sacrificar sus propiedades mec\u00e1nicas.<\/p><p>Se discuten los avances y retos recientes de los ASSLB basados en c\u00e1todos de alto voltaje y alta capacidad, as\u00ed como configuraciones novedosas como los ASSLB bipolares y flexibles, y se ofrecen perspectivas y sugerencias para la futura comercializaci\u00f3n de ASSLB de alta densidad energ\u00e9tica.<\/p><h2 id=\"Graphical_guide\">Gu\u00eda gr\u00e1fica<\/h2><p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35433\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density.jpg\" alt=\"Efecto del grosor de la ESS en la densidad de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica\" width=\"1000\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density-300x120.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density-768x307.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density-600x240.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h4 id=\"Effect_of_SSE_thickness_on_gravimetric_and_volumetric_energy_density\">Efecto del grosor de la ESS en la densidad de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica<\/h4><p>Figura 1. (a) Conductividad i\u00f3nica normalizada por \u00e1rea frente al espesor del electrolito para varias conductividades i\u00f3nicas de SSE. (b) En c\u00e9lulas de bolsa Li\/NMC811, Li\/S, y Li\/LFP, con el aumento de SSE La reducci\u00f3n del espesor de 500 \u03bcm a 25 \u03bcm corresponde a las densidades de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica.<\/p><p>Idealmente, el SSE debe tener una alta conductividad i\u00f3nica (por encima de 10-4 S cm-1 a temperatura ambiente), y la interfaz con el electrodo debe ser estable, con una amplia ventana electroqu\u00edmica y buenas propiedades mec\u00e1nicas que puedan acomodar la carga\/descarga El volumen del electrodo cambia durante el proceso e inhibe el crecimiento de dendritas de litio.<\/p><p>Para las aplicaciones pr\u00e1cticas en el almacenamiento de energ\u00eda, la comodidad de procesamiento y el bajo coste son los dos aspectos principales. En segundo lugar, el grosor de la SSE tambi\u00e9n es un par\u00e1metro clave a tener en cuenta, ya que afecta a la resistencia interna y a la densidad energ\u00e9tica de las bater\u00edas de litio de estado totalmente s\u00f3lido (ASSLB).<\/p><p>La conductancia i\u00f3nica es inversamente proporcional al espesor de la pel\u00edcula SSE, observ\u00e1ndose una mayor conductancia normalizada por \u00e1rea en las SSE de espesor reducido debido al menor tiempo necesario para el transporte de iones a trav\u00e9s de la SSE (t = L2\/D, donde t , L y D denotan el tiempo de difusi\u00f3n del Li+, el espesor de la SSE y la constante de difusi\u00f3n del Li+).<\/p><p>Como se muestra en la Fig. 1a, para conseguir la misma conductancia normalizada por \u00e1rea que el electrolito l\u00edquido utilizando un separador de 25 \u00b5m, la reducci\u00f3n del espesor es igualmente importante para la mejora de la conductancia i\u00f3nica de la SSE.<\/p><p>Si el grosor de la SSE se reduce a 10 \u03bcm, la SSE con conductividad i\u00f3nica (por ejemplo, 0,4 mS cm-1) puede obtener la misma conductancia areal que el electrolito l\u00edquido. Idealmente, si una SSE se reduce a 1\/4 de su espesor original, el tiempo de difusi\u00f3n del Li+ a trav\u00e9s de la SSE se acortar\u00e1 a 1\/16, y la conductancia areal se cuadruplicar\u00e1.<\/p><p>Adem\u00e1s de la conductancia i\u00f3nica, la densidad de energ\u00eda celular de los ASSLB tambi\u00e9n es inversamente proporcional al grosor del SSE. Las densidades de energ\u00eda de los ASSLB de Li\/LiNi0,8Mn0,1Co0,1O2 (NMC811), Li\/S y Li\/LiFePO4 (LFP) se calcularon bas\u00e1ndose en la configuraci\u00f3n de la c\u00e9lula de bolsa.<\/p><p>Como se muestra en la Figura 1b, el grosor de la SSE desempe\u00f1a un papel enorme en la determinaci\u00f3n de la densidad de energ\u00eda de la c\u00e9lula, y una SSE m\u00e1s fina es crucial para conseguir densidades de energ\u00eda gravim\u00e9tricas y volum\u00e9tricas m\u00e1s altas.<\/p><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35439\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using.jpg\" alt=\"Diagramas peso-peso de configuraciones y componentes de bater\u00edas de litio utilizando\" width=\"1000\" height=\"440\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using-300x132.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using-768x338.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using-600x264.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Figura 2. Diagramas peso-peso de configuraciones y componentes de bater\u00edas de litio utilizando (a) electrolito l\u00edquido, (b) SSE convencional y (c) SSE delgada.<\/p><p>Por c\u00e1lculo aproximado, si el grosor de la SSE se reduce de 150 \u03bcm a 25 \u03bcm (suponiendo una densidad de 1.96 g cm-3 de SSE de sulfuro, el c\u00e1todo contiene 80 wt% de material activo y 15 wt% de SSE), entonces la proporci\u00f3n de SSE se reducir\u00e1 de 56% a 25%, que es comparable a la del electrolito del sistema de electrolito l\u00edquido (2,5 g Ah-1 de masa y 95 wt% de material activo del c\u00e1todo) (Fig. 2).<\/p><p>Sin embargo, la SSE tambi\u00e9n act\u00faa como separador, y el adelgazamiento de la membrana reducir\u00e1 inevitablemente su resistencia mec\u00e1nica y aumentar\u00e1 el riesgo de rotura de la membrana o de penetraci\u00f3n de dendritas de Li, pudiendo ambos provocar cortocircuitos internos, desencadenando el fallo de la bater\u00eda e incluso riesgos para la seguridad .<\/p><p>Por lo tanto, los retos asociados al dise\u00f1o de SSE finos residen principalmente en el conflicto entre minimizar el grosor y mantener la resistencia mec\u00e1nica. En general, los SSE pueden dividirse en tres categor\u00edas: electrolito polim\u00e9rico s\u00f3lido (SPE), electrolito s\u00f3lido inorg\u00e1nico (ISE) y electrolito polim\u00e9rico compuesto (CPE). La mayor\u00eda de los espesores oscilan entre 80 y 200 \u00b5m.<\/p><p>Los ISE son inorg\u00e1nicos cristalinos o v\u00edtreos, los polvos se prensan hasta alcanzar un grosor de 1 mm. Los CPEs compuestos de matriz SPE y rellenos inorg\u00e1nicos pueden superar sus deficiencias al mismo tiempo,<br \/>Sin embargo, la mayor\u00eda de los CPE tienen un grosor superior a 100 \u00b5m, y sigue siendo un gran reto reducir dr\u00e1sticamente el grosor de los CPE sin comprometer sus propiedades mec\u00e1nicas.<\/p><h4 id=\"Influence_of_SSE_thickness_on_energy_density\">Influencia del grosor de la ESS en la densidad de energ\u00eda<\/h4><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35434\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811.jpg\" alt=\"Estimaci\u00f3n de las densidades de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica reales de (a) LiNMC811\" width=\"1000\" height=\"750\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811-300x225.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811-768x576.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811-600x450.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Figura 3 Estimaci\u00f3n de las densidades de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica reales de (a) Li\/NMC811, (b) Li\/S y (c) Li\/LFP ASSLBs; (d) Li\/NMC811, (e) Li\/S y (f) densidades de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica calculadas de Li\/LFP ASSLBs.<\/p><p>Los ASSLB, que se espera que alimenten veh\u00edculos el\u00e9ctricos y dispositivos port\u00e1tiles, requieren altas densidades de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica. Para cuantificar el efecto del grosor de la SSE en la densidad energ\u00e9tica, los autores presentan las densidades energ\u00e9ticas gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica de tres tipos de ASSLB (Li\/NMC811, Li\/S y Li\/LFP) emparejados con diversas SSE en un modelo de c\u00e9lula de bolsa real. simulaci\u00f3n. La capacidad cat\u00f3dica de todos los ASSLB se fija en 3 mAh cm-2 con una relaci\u00f3n N\/P de 2.<\/p><p>Como SPE se seleccionaron PEO, LLZO, LPS-LGPS de doble capa y dos h\u00edbridos LLZO\/PEO, respectivamente. Como se muestra en la Fig. 3a,b y c, a medida que disminuye el grosor del SPE, aumentan las densidades de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica. El SPE ligero y el CPE20 son m\u00e1s prometedores a la hora de proporcionar una alta densidad de energ\u00eda gravim\u00e9trica en comparaci\u00f3n con el ISE de \u00f3xido pesado y el CPE80.<\/p><p>En comparaci\u00f3n con el Li\/NMC811 y el Li\/LFP ASSLB, la densidad energ\u00e9tica gravim\u00e9trica del Li\/S ASSLB aumenta de forma m\u00e1s significativa con la disminuci\u00f3n del grosor del SSE. La figura 3d ilustra la consecuci\u00f3n de los objetivos de densidad energ\u00e9tica gravim\u00e9trica de 500 Wh kg-1 y densidad energ\u00e9tica volum\u00e9trica de 1000 Wh L-1 en diferentes escenarios.<\/p><p>En general, para alcanzar densidades gravim\u00e9tricas de energ\u00eda superiores a 500 Wh kg-1 en Li\/NMC811 ASSLB, el grosor del SSE debe controlarse por debajo de 30 \u03bcm (para SPE), 25 \u03bcm (para CPE20), 20 \u03bcm (para ISE de sulfuro) y 10\u00b5m es adecuado para ISE de \u00f3xido y CPE80. En el caso del Li\/S ASSLB, pueden alcanzarse densidades gravim\u00e9tricas de energ\u00eda superiores a 500 Wh kg-1 utilizando SPE de 10 \u00b5m o CPE20 (Fig. 3b).<\/p><p>Por otro lado, el Li\/S ASSLB tiene una densidad de energ\u00eda volum\u00e9trica relativamente baja debido a la alta porosidad y baja densidad del c\u00e1todo de azufre. Por \u00faltimo, en el caso del ASSLB Li\/LFP, es imposible proporcionar una densidad energ\u00e9tica gravim\u00e9trica elevada de 500 Wh kg-1 debido a la capacidad relativamente baja del c\u00e1todo LFP (Fig. 3f).<\/p><p>Hay que se\u00f1alar que algunos par\u00e1metros de los c\u00e1lculos son dif\u00edciles de alcanzar en la pr\u00e1ctica, por lo que, para los ASSLB pr\u00e1cticos, los requisitos de grosor de las SSE deber\u00edan ser m\u00e1s estrictos. No obstante, el desarrollo de SSE ultrafinas es crucial para conseguir ASSLB de alta densidad energ\u00e9tica.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35438\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs.jpg\" alt=\"el desarrollo de SSE ultrafinas es crucial para lograr ASSLB de alta densidad energ\u00e9tica\" width=\"1000\" height=\"560\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs-768x430.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs-600x336.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h4 id=\"Strategies_to_reduce_SSE_thickness\">Estrategias para reducir el espesor de la ESS<\/h4><p>La SSE no s\u00f3lo act\u00faa como conductor i\u00f3nico, sino tambi\u00e9n como separador, evitando el contacto entre el c\u00e1todo y el \u00e1nodo. En los \u00faltimos a\u00f1os, se han empleado diversas estrategias para fabricar con \u00e9xito pel\u00edculas de SSE con suficiente resistencia mec\u00e1nica. La infiltraci\u00f3n de electrolitos s\u00f3lidos en estructuras porosas es una estrategia eficaz para fabricar SSE finas con mayor estabilidad mec\u00e1nica.<\/p><p>El armaz\u00f3n fuerte y flexible proporciona una columna vertebral mec\u00e1nica para electrolitos polim\u00e9ricos blandos o cer\u00e1micas quebradizas, que puede suprimir el crecimiento de dendritas de Li durante el ciclado incluso cuando se reduce el grosor del SSE, y el grosor del SSE resultante viene determinado por el grosor del armaz\u00f3n, lo que proporciona una forma f\u00e1cil y factible de reducir el grosor del electrolito manteniendo las propiedades mec\u00e1nicas.<\/p><p>Dado que las espinas dorsales de los pol\u00edmeros suelen ser conductores pobres o no i\u00f3nicos, y que el transporte de iones s\u00f3lo se produce en la regi\u00f3n del electrolito impregnado, es importante una gran porosidad e interconectividad de los poros para lograr una alta conductividad i\u00f3nica.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35436\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator.jpg\" alt=\"La ESS no s\u00f3lo act\u00faa como conductor i\u00f3nico sino tambi\u00e9n como separador\" width=\"1000\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator-768x461.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator-600x360.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Desde los tradicionales separadores de poliolefina hasta los tejidos no tejidos ultrafinos de PET que contienen macroporos, las membranas porosas de poliimida (PI), las membranas de fibra de PAN electrospun y el politetrafluoroetileno fibroso (PTFE) como materiales de base, Cuando el electrolito polim\u00e9rico o el electrolito de sulfuro m\u00e1s blando se impregna o se prensa en \u00e9l, el electrolito en su conjunto presenta excelentes propiedades mec\u00e1nicas.<\/p><p>Debido a la naturaleza flexible de la espina dorsal polim\u00e9rica, aumenta la posibilidad de ensamblaje de rollo a rollo, lo que ofrece una posibilidad para la fabricaci\u00f3n industrial de ASSLB. El desarrollo futuro de las columnas vertebrales polim\u00e9ricas debe centrarse en la ingenier\u00eda de la estructura de los poros y en la creaci\u00f3n de pol\u00edmeros rentables con abundantes canales i\u00f3nicos alineados verticalmente.<\/p><p>La biomasa con estructuras de canales bien alineados puede ser un soporte electrol\u00edtico prometedor debido a su bajo coste y abundancia natural. Mientras que la red cer\u00e1mica inorg\u00e1nica conductora de iones 3D porosa continua como armaz\u00f3n proporciona canales i\u00f3nicos adicionales a expensas de la resistencia mec\u00e1nica y la SSE es relativamente gruesa.<\/p><p>La red cer\u00e1mica sinterizada no es lo bastante resistente como para soportar el laminado, lo que limita su escalabilidad y plantea importantes retos para la aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica de este m\u00e9todo. Las estructuras porosas inorg\u00e1nicas deben tener grandes relaciones de aspecto y estructuras muy entrelazadas.<\/p><p>El recubrimiento del soporte del electrodo es otro posible m\u00e9todo de adelgazamiento. Con la ayuda de la tecnolog\u00eda de fundici\u00f3n madura, la lechada se raspa en el electrodo positivo con una rasqueta para formar una pel\u00edcula, que puede hacer que la interfaz tenga un buen contacto, y la ventaja es que puede reducir la impedancia.<\/p><p>Pero la desventaja es que las dos capas pueden mezclarse, y la uniformidad del espesor y la resistencia mec\u00e1nica de la capa de SSE pueden no ser suficientemente altas, especialmente cuando se reduce el espesor de la SSE. Sin embargo, la resistencia mec\u00e1nica de la pel\u00edcula cer\u00e1mica autoportante de SSE formada por colado en cinta depende en gran medida del espesor. S\u00f3lo un determinado espesor puede satisfacer los requisitos mec\u00e1nicos de los componentes de las bater\u00edas. Al mismo tiempo, debido a la fragilidad del procesamiento, es dif\u00edcil reducir el grosor.<\/p><p>Mientras que el dise\u00f1o de membranas cer\u00e1micas multicapa densas y porosas puede considerarse un compromiso entre el soporte de electrodos y las membranas cer\u00e1micas autoportantes, en el caso de las capas porosas es necesario considerar un compromiso entre una resistencia mec\u00e1nica suficiente y una gran porosidad para proporcionar canales interconectados, evitando tambi\u00e9n los peque\u00f1os agujeros.<\/p><p>Por otra parte, adem\u00e1s del azufre fundido altamente m\u00f3vil, la penetraci\u00f3n de otros lodos del electrodo, como LFP y NMC, en la estructura porosa sigue siendo problem\u00e1tica.<br \/>Otras estrategias de adelgazamiento, como la impresi\u00f3n 3D, un proceso revolucionario introducido en el dise\u00f1o de estructuras finas en electrolitos, han demostrado ser una estrategia de ingenier\u00eda eficaz, pero adolecen de un elevado coste y de dificultades para su fabricaci\u00f3n a gran escala.<\/p><p>Adem\u00e1s, tambi\u00e9n se han considerado procesos de prensado en caliente sin disolventes, como los \"electrodos secos\" de Tesla, para la producci\u00f3n de membranas electrol\u00edticas. Adem\u00e1s, aprovechando la alta reactividad del litio met\u00e1lico, algunos precursores espec\u00edficos pueden reaccionar espont\u00e1neamente en la superficie del electrodo negativo de litio para formar in situ una fina pel\u00edcula electrol\u00edtica. Esto facilita el adelgazamiento del electrolito a la vez que proporciona contacto interfacial. Pero, al igual que ocurre con la ESS soportada por c\u00e1todo, el enigma entre espesor y propiedades mec\u00e1nicas no se ha resuelto del todo.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35437\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes.jpg\" alt=\"Los electrodos secos de Tesla tambi\u00e9n se han considerado para la producci\u00f3n de membranas electrol\u00edticas\" width=\"1000\" height=\"601\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes-768x462.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes-600x361.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h4 id=\"Other_matching_designs\">Otros dise\u00f1os a juego<\/h4><p>Adem\u00e1s del adelgazamiento del electrolito, la alta densidad energ\u00e9tica exige que los materiales de los electrodos tengan propiedades de alto voltaje y alta capacidad. Los c\u00e1todos de alto voltaje y los \u00e1nodos de metal de litio son opciones ideales.<br \/>Por lo tanto, se requiere que el electrolito tenga una alta estabilidad redox. Los electrolitos polim\u00e9ricos en gel, como el PVDF y el PAN, pueden cumplir este requisito, pero se requiere una gran cantidad de aditivos l\u00edquidos y la seguridad es limitada.<br \/>Adem\u00e1s, algunos pol\u00edmeros resistentes a la oxidaci\u00f3n, como el PAN, son incompatibles con los \u00e1nodos de metal de litio.<\/p><p>El dise\u00f1o asim\u00e9trico de electrolitos polim\u00e9ricos multicapa e interfaces Janus es una soluci\u00f3n conveniente y se considera una direcci\u00f3n potencial para la construcci\u00f3n de SSE delgadas en ASSLB de alta presi\u00f3n. Cabe destacar que la estabilidad oxidativa de las SSE se aproxima a 5 V, aunque muchos estudios informan de ello mediante barrido CV o LSV.<\/p><p>Sin embargo, durante las pruebas de c\u00e9lula completa, la menor tensi\u00f3n de prueba se debe principalmente a la descomposici\u00f3n del electrolito y a la inestabilidad de la interfase a tensiones m\u00e1s altas, por lo que ampliar a\u00fan m\u00e1s la ventana de tensi\u00f3n de la SSE es beneficioso para mejorar la densidad de energ\u00eda del c\u00e1todo.<br \/>Los electrolitos en estado s\u00f3lido ofrecen una posibilidad para el desarrollo de bater\u00edas Li-S porque se cree que suprimen el efecto lanzadera.<\/p><p>La integraci\u00f3n del c\u00e1todo de azufre con las SSE puede reducir la resistencia interfacial y proporcionar la oportunidad de formar SSE delgadas, adem\u00e1s, de forma similar a las ASSLB de alto voltaje, se deben explorar los dise\u00f1os bicapa o asim\u00e9tricos de las SSE con diferentes funcionalidades para abordar los retos de las lanzaderas de polisulfuro, la conductividad i\u00f3nica y la resistencia mec\u00e1nica.<\/p><p>Adem\u00e1s, la aplicaci\u00f3n de la ESS soportada por electrodos en bater\u00edas de placa bipolar y de la ESS soportada por armaz\u00f3n en bater\u00edas flexibles tambi\u00e9n ha recibido cada vez m\u00e1s atenci\u00f3n por parte de la investigaci\u00f3n.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35435\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry.jpg\" alt=\"Las pel\u00edculas robustas de ESS han atra\u00eddo cada vez m\u00e1s la atenci\u00f3n del mundo acad\u00e9mico y de la industria\" width=\"1000\" height=\"490\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry-300x147.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry-768x376.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry-600x294.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"Summary_and_outlook\">Resumen y perspectivas<\/h2><p>La sustituci\u00f3n de los electrolitos l\u00edquidos por SSE hace que los LMB resulten prometedores para los sistemas de almacenamiento de energ\u00eda de pr\u00f3xima generaci\u00f3n. Los autores presentan brevemente los principales retos y los \u00faltimos avances en SSE, y analizan la relaci\u00f3n entre el espesor del electrolito y la densidad de energ\u00eda (densidad de energ\u00eda gravim\u00e9trica y volum\u00e9trica) para varios sistemas.<\/p><p>Se destacan las respectivas estrategias para minimizar el grosor de la pel\u00edcula de ASSLB para distintos sistemas electrol\u00edticos, y se se\u00f1alan soluciones adecuadas para la producci\u00f3n a gran escala. Adem\u00e1s, se discuten los avances recientes en ASSLB emparejados con c\u00e1todos de alto voltaje y alta capacidad, y se presentan el potencial y los retos de los ASSLB bipolares y flexibles, ofreciendo finalmente una perspectiva sobre los ASSLB de alta densidad energ\u00e9tica para su futura comercializaci\u00f3n.<\/p><p>Los autores se\u00f1alan que la comodidad de fabricaci\u00f3n y el coste son par\u00e1metros clave en el proceso que va de los estudios de laboratorio a la producci\u00f3n industrial por lotes, y la SSE sintetizada a partir de materiales disponibles en el mercado o de biomasa parece m\u00e1s prometedora para aplicaciones a corto plazo de ASSLB de alta densidad energ\u00e9tica.<\/p><p>Tambi\u00e9n se recuerda que a\u00fan existe una gran distancia entre los descubrimientos cient\u00edficos a escala de laboratorio y las aplicaciones a nivel industrial, y que para obtener evaluaciones pr\u00e1cticas del rendimiento electroqu\u00edmico y la densidad energ\u00e9tica, el rendimiento en el mundo real de los electrolitos finos en estado s\u00f3lido debe probarse en un entorno de bater\u00edas de gran bolsa pr\u00f3ximo a la implantaci\u00f3n comercial. Ya existen algunas <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/top-10-solid-state-battery-companies-in-2022\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">empresas de bater\u00edas de estado s\u00f3lido<\/span><\/span><\/a> trabajando en ello. El dise\u00f1o y el desarrollo de pel\u00edculas delgadas y robustas de ESS han atra\u00eddo cada vez m\u00e1s la atenci\u00f3n del mundo acad\u00e9mico y de la industria, y se esperan m\u00e1s avances en un futuro pr\u00f3ximo.<\/p><\/div><div><p><div class=\"ast-oembed-container\" style=\"height: 100%;\"><iframe title=\"Tycorun Energy Fabricantes de bater\u00edas de iones de litio\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/OkCWqzBdtYw?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/div><\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>High energy all solid state battery mass production- noticing the electrolyte thickness Research background Introduction Graphical guide Effect of SSE thickness on gravimetric and volumetric energy density Influence of SSE thickness on energy density Strategies to reduce SSE thickness Other matching designs Summary and outlook Research background All-solid-state batteries (ASSLBs) are potential candidates for the 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