{"id":43866,"date":"2022-06-02T05:48:17","date_gmt":"2022-06-02T05:48:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=43866"},"modified":"2022-06-02T05:48:21","modified_gmt":"2022-06-02T05:48:21","slug":"double-layer-solid-electrolyte-realizes-high-voltage-solid-state-battery","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/double-layer-solid-electrolyte-realizes-high-voltage-solid-state-battery\/","title":{"rendered":"El electrolito s\u00f3lido de doble capa hace realidad la bater\u00eda de estado s\u00f3lido de alta tensi\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"43866\" class=\"elementor elementor-43866\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-fbc67c9 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"fbc67c9\" 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-69cbba9\" data-id=\"69cbba9\" 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-0fbb333 elementor-widget elementor-widget-woocommerce-breadcrumb\" data-id=\"0fbb333\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"woocommerce-breadcrumb.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<nav class=\"woocommerce-breadcrumb\" aria-label=\"Breadcrumb\" data-no-translation=\"\" data-trp-gettext=\"\">Inicio<\/nav>\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-00a6350 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"00a6350\" 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-0c40cb0\" data-id=\"0c40cb0\" 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-bb8dc36 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"bb8dc36\" 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\">El electrolito s\u00f3lido de doble capa hace posible una bater\u00eda de estado s\u00f3lido de alto voltaje<\/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-56262d2 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"56262d2\" 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-a055118\" data-id=\"a055118\" 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-16d461c elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"16d461c\" 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=\"#Introduction\">Introducci\u00f3n<\/a><\/li><li><a href=\"#QDL-CPE_design_and_physical_properties\">Dise\u00f1o y propiedades f\u00edsicas del QDL-CPE<\/a><\/li><li><a href=\"#Analysis_of_electrolyte_bonding_and_redox_properties\">An\u00e1lisis del enlace electrol\u00edtico y de las propiedades redox<\/a><\/li><li><a href=\"#In_situ_electrochemical_confocal_system_testing\">Pruebas del sistema confocal electroqu\u00edmico in situ<\/a><\/li><li><a href=\"#Electrochemical_properties_of_PSSB\">Propiedades electroqu\u00edmicas del PSSB<\/a><\/li><li><a href=\"#Summary_and_outlook\">Resumen y perspectivas<\/a><\/li><\/ol><\/div><p>Durante mucho tiempo, la mayor\u00eda de las bater\u00edas comerciales tradicionales de iones de litio han utilizado electrolitos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles e inflamables, que presentan una serie de problemas de seguridad. <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/the-solid-state-electrolyte-battery-conundrum-mechano-electrochemical-effects\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">Electrolito de estado s\u00f3lido<\/span><\/span><\/a> han atra\u00eddo una gran atenci\u00f3n debido a su alta seguridad inherente y a su buena estabilidad t\u00e9rmica. <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/the-ultimate-energy-source-high-voltage-battery\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">qu\u00e9 pila tiene m\u00e1s voltaje<\/span><\/span><\/a> con m\u00e1s seguridad\uff1f<\/p><p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43879\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes.jpg\" alt=\"Las bater\u00edas comerciales de iones de litio utilizan sobre todo electrolitos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles e inflamables\" width=\"1000\" height=\"536\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes-300x161.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes-768x412.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes-600x322.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Entre ellos, los electrolitos polim\u00e9ricos (SPE) presentan las ventajas de la flexibilidad, la sencillez del proceso de fabricaci\u00f3n y el buen contacto interfacial, pero tambi\u00e9n adolecen de una baja conductividad i\u00f3nica a temperatura ambiente, una escasa estabilidad de la interfaz de los electrodos positivo y negativo y una ventana de tensi\u00f3n de funcionamiento relativamente estrecha.<\/p><p>La dispersi\u00f3n de cargas inorg\u00e1nicas activas en matrices polim\u00e9ricas para formar electrolitos polim\u00e9ricos compuestos (CPE) es beneficiosa para mejorar la conductividad i\u00f3nica y la resistencia mec\u00e1nica. Adem\u00e1s, la introducci\u00f3n de plastificantes puede mejorar a\u00fan m\u00e1s la conductividad i\u00f3nica de los CPE.<\/p><p>Sin embargo, la brecha energ\u00e9tica de un solo CPE sigue siendo estrecha y no puede ampliar la ventana electroqu\u00edmica del electrolito. Se espera que la construcci\u00f3n de electrolitos polim\u00e9ricos bicapa resuelva los problemas anteriores.<\/p><p>Sin embargo, los SPE bicapa provocan una resistencia interfacial pol\u00edmero\/electrolito polim\u00e9rico adicional, una baja compatibilidad interfacial electrol\u00edtica y v\u00edas de migraci\u00f3n de Li+ discontinuas. Por lo tanto, es necesario dise\u00f1ar y construir SPE bicapa con alta conductividad i\u00f3nica, baja resistencia interfacial y fuerte resistencia a la oxidaci\u00f3n.<\/p><h2 id=\"Introduction\">Introducci\u00f3n<\/h2><p>Se propuso una nueva cuasicapa a\u00f1adiendo plastificantes con alta estabilidad a la oxidaci\u00f3n (carbonato de propileno) y alta estabilidad a la reducci\u00f3n (diglima) a electrolitos polim\u00e9ricos compuestos CPE basados en fluoruro de polivinilideno (PVDF) (QDL-CPEs).<\/p><p>La polimerizaci\u00f3n in situ de carbonato de propileno puede formar una pel\u00edcula de interfaz electrol\u00edtica cat\u00f3dica (CEI) con mayor capacidad antioxidante. La reacci\u00f3n de sustituci\u00f3n nucleof\u00edlica entre la diglima y el PVDF aumenta la estabilidad a la reducci\u00f3n del electrolito en el lado del \u00e1nodo y suprime la formaci\u00f3n de dendritas de litio.<\/p><p>Los QDL-CPE poseen una elevada conductividad i\u00f3nica, una amplia ventana electroqu\u00edmica, una interfaz electrodo\/electrolito estable y ninguna resistencia adicional de la interfaz electrolito-electrolito. Por lo tanto, los QDL-CPE mejoran el rendimiento c\u00edclico de las pilas completas de carbono duro NCM811\/\/QDL-CPE\/\/ a temperatura ambiente.<\/p><h2 id=\"QDL-CPE_design_and_physical_properties\">Dise\u00f1o y propiedades f\u00edsicas del QDL-CPE<\/h2><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43872\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB.jpg\" alt=\"Diagrama esquem\u00e1tico de la estrategia de dise\u00f1o de QDL-CPE y PSSB\" width=\"1000\" height=\"652\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB-300x196.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB-768x501.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB-600x391.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figura 1. a) Diagrama esquem\u00e1tico de la estrategia de dise\u00f1o de QDL-CPE y PSSB; b-d) im\u00e1genes SEM y e) conductividad i\u00f3nica de QDL-CPE antes y despu\u00e9s del envejecimiento. La Figura 1a muestra que, para satisfacer tanto la compatibilidad de alto voltaje en el lado positivo como la baja reactividad negativa en el lado negativo,<\/p><p>Se a\u00f1adieron diferentes plastificantes PC y DGM a los PLL-CPEs para obtener P-PLL-CPE y D-PLL-CPE para formar QDL-CPE. A diferencia de los CPEs bicapa convencionales, los QDL-CPEs est\u00e1n dise\u00f1ados con la misma composici\u00f3n b\u00e1sica excepto por el plastificante, lo que puede eliminar la interfaz de contacto de diferentes electrolitos y as\u00ed evitar una alta resistencia interfacial.<\/p><p>Por lo tanto, bas\u00e1ndose en las interacciones intermoleculares de PVDF, LLZO, LiTFSI y PC o DGM, se espera que los QDL-CPEs consigan una alta compatibilidad de voltaje, una alta conductividad i\u00f3nica y una estabilidad de la interfaz electrodo\/electrolito tanto en c\u00e1todos como en \u00e1nodos.<\/p><p>Las im\u00e1genes de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) revelaron (Fig. 1b-d) que hab\u00eda una interfaz pol\u00edmero\/pol\u00edmero visible en los QDL-CPE iniciales en comparaci\u00f3n con los CPE simples. Sin embargo, tras el envejecimiento, la interfaz visible en los QDL-CPEs desapareci\u00f3, lo que implica una resistencia de interfaz casi nula en los QDL-CPEs.<\/p><p>Adem\u00e1s, la Figura 1e muestra que, antes del envejecimiento, el CPE simple muestra una conductividad i\u00f3nica mayor que el QDL-CPE debido a la presencia de la interfaz pol\u00edmero\/pol\u00edmero en el QDL-CPE. Despu\u00e9s del envejecimiento, mostraron una conductividad i\u00f3nica similar, alrededor de 1,3 \u00d7 10-4 S cm-1 a temperatura ambiente, lo que confirma a\u00fan m\u00e1s que casi no hay impedancia interfacial entre D-PLL-CPE y P-PLL-CPE en QDL-CPE.<\/p><p>Por lo tanto, el QDL-CPE puede mantener una alta conductividad i\u00f3nica, una estrecha interfaz electrodo-electrolito, y se espera que posea propiedades electroqu\u00edmicas interfaciales \u00fanicas para aplicaciones de electrodos positivos y negativos.<\/p><p>La figura 2a-c muestra que P-PLL-CPE es capaz de recubrir completamente las part\u00edculas NCM811 y crear un recubrimiento conformado para formar una capa CEI artificial con un grosor de 15-30 nm. No se crearon huecos entre la capa CEI artificial y NCM811 (Fig. 2c), lo que implica que era estable durante el ciclado sin p\u00e9rdida de contacto.<\/p><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43873\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles.jpg\" alt=\"Im\u00e1genes SEM de NCM811 en P-PLL-CPE antes y despu\u00e9s de 5 ciclos\" width=\"1000\" height=\"726\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles-300x218.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles-768x558.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles-600x436.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figura 2, a, b) Im\u00e1genes SEM de NCM811 en P-PLL-CPE antes y despu\u00e9s de 5 ciclos; c) Im\u00e1genes TEM de NCM811 en P-PLL-CPE despu\u00e9s de 5 ciclos;<br \/>d, e) Im\u00e1genes SEM del carbono duro en D-PLL-CPEs antes y despu\u00e9s de 5 ciclos;<br \/>f) Imagen HRTEM de carbono duro en D-PLL-CPE despu\u00e9s de 5 ciclos; NCM811 lado positivo de P-PLL-CPE<br \/>g) Espectros XPS de alta resoluci\u00f3n de F1s y h) C1s; i) Espectros XPS de alta resoluci\u00f3n de F1s y j) C1s de D-PLL-CPE en el lado del \u00e1nodo de carbono duro.<\/p><p>Para el lado negativo, el electrodo negativo de litio se sustituye por carbono duro debido a la inestabilidad del metal de litio. La figura 2d muestra que el carbono duro est\u00e1 cubierto por una capa de D-PLL-CPE, lo que indica que el carbono duro tiene una buena compatibilidad con el D-PLL-CPE.<\/p><p>Las im\u00e1genes SEM y de microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n de alta resoluci\u00f3n (HRTEM) (Fig. 2e, 2f) muestran que la capa D-PLL-CPE sobre el carbono duro desaparece tras el ciclado, lo que indica que no hay capa de pasivaci\u00f3n en el lado del \u00e1nodo, lo que facilitar\u00eda el transporte de iones de litio .<\/p><p>Adem\u00e1s, XPS revel\u00f3 que el LiF se form\u00f3 in situ en el electrolito basado en PVDF (Fig. 2g-j). El LiF preformado est\u00e1 disperso en el electrolito, una capa de carga espacial del conductor Li+, que facilita el transporte de iones (Figuras 2g y 2i). Las Figuras 2h y 2j muestran que la se\u00f1al de C1s permaneci\u00f3 pr\u00e1cticamente inalterada tras el ciclado, lo que indica que la formaci\u00f3n de LiF no afect\u00f3 a la estabilidad del pol\u00edmero.<\/p><h2 id=\"Analysis_of_electrolyte_bonding_and_redox_properties\">An\u00e1lisis del enlace electrol\u00edtico y de las propiedades redox<\/h2><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43870\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1.jpg\" alt=\"Espectro FTIR y b) Espectro SSNMR de P-PLL-CPE\" width=\"1000\" height=\"898\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1-300x269.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1-768x690.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1-600x539.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figura 3. a) Espectro FTIR y b) Espectro SSNMR de P-PLL-CPE; c) Niveles de energ\u00eda HOMO y LUMO de los componentes del electrolito calculados a partir de la teor\u00eda del funcional de la densidad (DFT); d) Espectro FTIR de D-PLL-CPE y e) Espectros SSNMR; f) Comparaci\u00f3n de las energ\u00edas de disociaci\u00f3n y adsorci\u00f3n.<\/p><p>Para conocer mejor las interacciones intermoleculares en los electrolitos, se caracterizaron los P-PLL-CPEs y los D-PLL-CPEs mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y resonancia magn\u00e9tica nuclear en estado s\u00f3lido (SSNMR).<\/p><p>La Figura 3a muestra que los picos a 1400 y 1790 cm-1 se atribuyen a las vibraciones C-O-C y C=O del PC en P-PLL-CPE. Se desplazaron a n\u00fameros de onda m\u00e1s bajos tras la mezcla con NCM811, lo que indica que el PC se agregaba en PPC en la superficie de NCM811.<\/p><p>Esto se confirm\u00f3 adem\u00e1s mediante 13C en SSNMR (Fig. 3b). El pico a 19 ppm se atribuy\u00f3 al plastificante PC en P-PLL-CPE, y cuando se mezcl\u00f3 con NCM811, el pico se desplaz\u00f3 a un \u00e1ngulo bajo, indicando la polimerizaci\u00f3n de apertura en anillo del PC.<\/p><p>Cuando el PC se polimeriza en PPC, la disminuci\u00f3n de la energ\u00eda orbital HOMO indica que se mejora la estabilidad oxidativa (Fig. 3c), lo que es m\u00e1s beneficioso para proteger el material del c\u00e1todo en el estado cargado.<\/p><p>Durante la preparaci\u00f3n de D-PLL-CPE, las vibraciones C-O-C en DGM (Fig. 3d) se desplazaron de 1100 cm-1 a 1175 cm-1, indicando una reacci\u00f3n de sustituci\u00f3n nucleof\u00edlica entre DGM y PVDF.<\/p><p>Adem\u00e1s, en el espectro SSNMR, el pico C-H a 44 ppm en PVDF estaba claramente dividido, indicando que DGM estaba conectado al enlace C-H de PVDF (Fig. 3e). Despu\u00e9s de mezclar D-PLL-CPE con carbono duro, el copol\u00edmero (PVDF-DGM) no mostr\u00f3 ning\u00fan cambio estructural, ni siquiera despu\u00e9s de ciclar (Fig. 3b).<\/p><p>Despu\u00e9s de sustituir el hidr\u00f3geno del PVDF por DGM, el LUMO cambi\u00f3 de -0,77 eV a -0,38 eV, lo que mejor\u00f3 la estabilidad de reducci\u00f3n de los D-PLL-CPEs (Fig. 3c).<\/p><p>Adem\u00e1s, la energ\u00eda de adsorci\u00f3n de PVDF-DGM para Li+ (-379,63 KJ\/mol) es mayor que la de PVDF para Li+ (-369,46 KJ\/mol) (Fig. 3f), lo que indica que PVDF-DGM es m\u00e1s favorable para la disociaci\u00f3n de LiTFSI, mejorando as\u00ed el transporte de Li+.<\/p><h2 id=\"In_situ_electrochemical_confocal_system_testing\">Pruebas del sistema confocal electroqu\u00edmico in situ<\/h2><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43869\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling.jpg\" alt=\"Curvas de carga-descarga y cambios de volumen durante los ciclos\" width=\"1000\" height=\"795\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling-300x239.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling-768x611.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling-600x477.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figura 4. a) Curvas de carga-descarga y cambios de volumen durante el ciclado; b) Fotograf\u00edas en diferentes estados de carga-descarga.<\/p><p>El crecimiento de dendritas de Li en la interfaz \u00e1nodo-electrolito y los cambios en la expansi\u00f3n y contracci\u00f3n del electrodo durante el ciclado pueden da\u00f1ar la interfaz electrodo-electrolito y provocar un rendimiento electroqu\u00edmico deficiente de la bater\u00eda.<\/p><p>Por lo tanto, se emple\u00f3 la caracterizaci\u00f3n ECCS in situ para investigar la estabilidad estructural y qu\u00edmica de la interfaz D-PLL-CPE\/carbono duro. La figura 4a muestra que, seg\u00fan el mecanismo de intercalaci\u00f3n, el carbono duro casi no tiene expansi\u00f3n de volumen. Los D-PLL-CPE se contraen cuando se cargan y se expanden cuando se descargan.<\/p><p>La figura 4b muestra que se puede observar una interfaz D-PLL-CPE\/carbono duro estrecha antes y despu\u00e9s del envejecimiento. Tras la inserci\u00f3n de Li+, la regi\u00f3n de carbono duro se vuelve amarilla. Cuando se libera el Li+, el color vuelve gradualmente a su estado anterior.<\/p><p>Sin embargo, el Li+ insertado no puede extraerse completamente, lo que da lugar a una p\u00e9rdida de eficiencia coul\u00f3mbica (CE). Sin embargo, en la interfaz entre el carbono duro y el D-PLL-CPE no se formaron dendritas de litio. La interfaz estable y compacta D-PLL-CPEs\/carbono duro puede reducir el potencial local y evitar as\u00ed la formaci\u00f3n de dendritas de Li.<\/p><p>Adem\u00e1s, no se encontraron fallos de contacto en la interfaz D-PLL-CPEs\/carbono duro, lo que contribuir\u00eda al excelente rendimiento de la tasa y a la estabilidad de los ciclos.<\/p><h2 id=\"Electrochemical_properties_of_PSSB\">Propiedades electroqu\u00edmicas del PSSB<\/h2><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43871\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811.jpg\" alt=\"NCM811\" width=\"1000\" height=\"738\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811-300x221.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811-768x567.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811-600x443.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figura 5. NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/Li<br \/>a) Curva de carga-descarga y b) Rendimiento del ciclo a 1 C; c) Curva de carga-descarga de NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/carb\u00f3n duro; d) Rendimiento del ciclo de PSSB basado en diferentes electrolitos; e) Espectros EIS de NCM811\/\/QDL-CPEs\/carb\u00f3n duro bajo diferentes ciclos; f) Rendimiento de la tasa de PSSB basado en diferentes electrolitos; g) Rendimiento del ciclo largo de NCM811\/\/QDL-CPEs\/carb\u00f3n duro a 1 C.<\/p><p>La figura 5a-b muestra que las c\u00e9lulas NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/Li presentan una alta eficiencia coul\u00f3mbica inicial (ICE) de 82,8% en el rango de voltaje de 3-4,8 V cuando el c\u00e1todo NCM811 de alto voltaje se empareja con el \u00e1nodo met\u00e1lico de Li. .<\/p><p>La capacidad espec\u00edfica de 136,5 mAh g-1 se mantuvo tras 100 ciclos sin formaci\u00f3n de dendritas de litio, lo que indica que el QDL-CPE posee una alta resistencia a la oxidaci\u00f3n, una amplia ventana electroqu\u00edmica y propiedades interfaciales estables.<\/p><p>La Figura 5c muestra que el ICE de las c\u00e9lulas de carbono duro NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/ es de 74,2%. Adem\u00e1s, en comparaci\u00f3n con las pilas P-PPL-CPE y D-PPL-CPE puras. La bater\u00eda QDL-CPE tiene mayor capacidad y mayor estabilidad de ciclo (Fig. 5d), lo que indica que QDL-CPE puede satisfacer diferentes requisitos en cuanto a las propiedades de la interfaz positiva y negativa.<\/p><p>La Figura 5e muestra que la resistencia a la transferencia de carga (Rct) se hace m\u00e1s peque\u00f1a despu\u00e9s de m\u00faltiples ciclos, pero la resistencia de interfaz (Rf) permanece casi inalterada. Esto significa que la CEI es estable, que no se forma una nueva capa de pasivaci\u00f3n durante los ciclos y que no se produce ning\u00fan cambio estructural en el material del electrodo.<\/p><p>Un Rct m\u00e1s peque\u00f1o ser\u00e1 beneficioso para mejorar el rendimiento del aumento. Las capacidades de las c\u00e9lulas de carbono duro NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/ a 0,1, 0,2, 0,5, 1 y 2 C son de 174,6, 167,4, 132,1, 109,2 y 87,9 mAh g-1, respectivamente. Cuando la densidad de corriente se restableci\u00f3 a 0,1 C, la capacidad volvi\u00f3 a ser de 170,1 mAh g-1 (Fig. 5f). Incluso a 1 C, se mantiene una capacidad de 80,2% despu\u00e9s de 200 ciclos (Fig. 5g).<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43878\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes.jpg\" alt=\"El electrolito de doble capar permite la formaci\u00f3n de diferentes interfaces en los electrodos positivo y negativo\" width=\"1000\" height=\"566\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes-300x170.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes-768x435.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes-600x340.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"Summary_and_outlook\">Resumen y perspectivas<\/h2><p>En este trabajo se propone un nuevo concepto de QDL-CPE introduciendo diferentes tipos de plastificantes PC y DGM en PVDF\/LLZO\/LiTFSI CPE. En el QDL-CPE, no hay resistencia interfacial electrolito-electrolito adicional, y se puede conseguir simult\u00e1neamente una alta conductividad i\u00f3nica, una amplia ventana electroqu\u00edmica y estabilidad interfacial.<\/p><p>El electrolito bicapa permite la formaci\u00f3n de diferentes interfaces en los electrodos positivo y negativo, en los que se puede obtener una capa estable similar a la CEI en el lado positivo del NCM811, mientras que no hay SEI en el electrodo negativo de carbono duro. Adem\u00e1s, no se formaron dendritas de litio durante el ciclado.<\/p><p>En segundo lugar, la polimerizaci\u00f3n in situ de PC puede mejorar la estabilidad antioxidante de los P-PLL-CPEs, mientras que la reacci\u00f3n de sustituci\u00f3n nucleof\u00edlica de DGM y PVDF puede mejorar la estabilidad a bajo voltaje de los D-PLL-CPEs.<\/p><p>Por \u00faltimo, el PVDF-DGM favorece la disociaci\u00f3n de las sales de litio y facilita el transporte de Li+. Todas estas ventajas mejoran el rendimiento electroqu\u00edmico de las NCM811\/\/QDL-CPEs\/c\u00e9lulas completas de carbono duro a temperatura ambiente. Por \u00faltimo, si desea conocer informaci\u00f3n sobre la industria de las pilas de estado s\u00f3lido, puede consultar <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;\">Las 10 principales empresas de bater\u00edas de estado s\u00f3lido<\/span><\/span><\/a> en 2022.<\/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>Double-layer solid electrolyte realizes high-voltage solid-state battery Introduction QDL-CPE design and physical properties Analysis of electrolyte bonding and redox properties In situ electrochemical confocal system testing Electrochemical properties of PSSB Summary and outlook For a long time, most of the traditional commercial lithium-ion batteries use 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