Doctorado en Ciencias con mención en Física

Síntesis de Nuevos Compuestos Electrolíticos de Litio en Estado Solido en el Sistema: LiF - Li4-xSi1-xVxO4 - Li3+yV1-ySiyO4: Desde la invención de la batería recargable de litio por parte de los galardonados por la real academia de ciencias de Suecia: Stanley Whittingham, John B. Goodenough, y Akira Toshino (Premio Nobel de Química 2019) una nueva era electrónica comenzó, no solo en el campo de los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica sino también en el desarrollo de nuevos materiales electrónicos, aquellos que hacen posible nuestra actual era digital. Sin embargo, a pesar de todos los logros obtenidos específicamente en el campo de las baterías recargables de Litio, quedan aún, algunos ajustes finales por hacer con relación a los electrolitos que se usan comercialmente en estos dispositivos. Uno de los problemas de los electrolitos líquidos que actualmente se usan en las baterías de litio, es de seguridad. Al ser estos inflamables, existe un cierto grado de riesgo, bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, al final de su vida útil, debido a la formación de dendritas, se puede generar un corto circuito entre los electrodos, lo que podría producir una explosión. Otra característica por mejorar es la densidad energética de almacenamiento, es decir poder almacenar mas carga, para asi poder tener mayor disponibilidad energetica. Una solución a los problemas anteriormente mencionados es la creación de baterías de litio completamente sólidas, en donde no solo los electrodos pero tambien el electrolito es solido. En la actualidad existen muchos prototipos de baterías solidas de litio y sodio. Empero, existen también algunos problemas para su eficiente desarrollo comercial. Por un lado, los procesos de fabricación industrial para la síntesis de los materiales que se usan en su desarrollo son demasiados costosos. Por otro lado, existen otros problemas tecnicos fundamentales que resolver, como es la ineficiente interacción de interfase electrolito-electrodo. En este proyecto de investigación doctoral, se propone realizar la síntesis de nuevos materiales compuestos ceramicos y/o nuevas fases dentro del sistema ternario: LiF - Li4SiO4 - Li3VO4, a través de reacciones químicas en estado sólido. Se pretende encontrar compuestos electrolíticos solidos de litio que puedan exhibir características óptimas, tales como: buena estabilidad estructural, química, térmica y electroquímica, así también, alta conductividad iónica, baja impedancia en la interfaz electrolito-electrodo y baja conductividad electronica. En su desarrollo se utilizará una combinación de métodos clásicos y modernos tanto para la síntesis de estos materiales compuestos como para la caracterizacion de ellos. Para la caracterización de los compuestos sintetizados se utilizará técnicas tales como difracción de rayos X (XRD), fluorescencia de rayos X (XRF), calorimetria de escaneo diferencial (DSC), microscópia de escaneo electrónica(SEM), también se realizará pruebas de impedancia con electrodos de litio, pruebas de conductividad iónica, etc.

CANDIOTTI CUSI ,RICARDO ALEXIS