Prof. Thomas F. Fässler en su laboratorio en el presidente de la química inorgánica con un enfoque en materiales novedosos. Crédito: Wenzel Schuermann / Tum
Investigadores de TUM y Tumint. La investigación de energía ha dado un paso significativo para mejorar las baterías de estado sólido. Desarrollaron un nuevo material hecho de litio, antimonio y escandio que lleva a cabo iones de litio más del 30% más rápido que cualquier material previamente conocido. El trabajo se publica en la revista Advanced Energy Materials.
El equipo dirigido por el profesor Thomas F. Fässler de la silla de la química inorgánica con un enfoque en materiales novedosos reemplazó parcialmente el litio en un compuesto antimonuro de litio con el escandio de metal. Esto crea brechas específicas, las llamadas vacantes, en la red de cristal del material del conductor. Estas brechas ayudan a los iones de litio a moverse más fácilmente y más rápido, lo que resulta en un nuevo récord mundial de conductividad de iones.
Dado que la conductividad medida superó con creces la de los materiales existentes, el equipo colaboró con el presidente de electroquímica técnica bajo el profesor Hubert Gasteiger en TUM para confirmar el resultado.
El coautor Tobias Kutsch, quien realizó las pruebas de validación, comentó: “Debido a que el material también lleva a cabo electricidad, presentó un desafío especial y tuvimos que adaptar nuestros métodos de medición en consecuencia”.
Fässler ve un gran potencial para el nuevo material, y agrega: “Nuestro resultado actualmente representa un avance significativo en la investigación básica. Al incorporar pequeñas cantidades de escandio, hemos descubierto un nuevo principio que podría ser un plan para otras combinaciones elementales. Si bien muchas pruebas aún se necesitan antes de que el material se pueda usar en las celdas de baterías, somos optimistas.
“Los materiales que realizan iones y electrones son particularmente adecuados como aditivos en los electrodos. Debido a las prometedoras aplicaciones prácticas, ya hemos presentado una patente para nuestro desarrollo”.
Además de su conductividad más rápida, el material también ofrece estabilidad térmica y puede producirse utilizando métodos químicos bien establecidos.
Los investigadores incluso han descubierto una clase completamente nueva de sustancias a través de su trabajo, como el primer autor Jingwen Jiang, científico de Tumint. Investigación de energía, enfatiza “nuestra combinación consiste en antimonía de litio, pero el mismo concepto puede aplicarse fácilmente a los sistemas de litio-fosforo.
“Si bien el titular del registro anterior dependía del litio-sulfur y requirió cinco elementos adicionales para la optimización, solo necesitamos escandio como componente adicional. Creemos que nuestro descubrimiento podría tener implicaciones más amplias para mejorar la conductividad en una amplia gama de otros materiales”.
Más información: Jingwen Jiang et al, trastorno estructural inducido por escandio e ingeniería de vacantes en LI3SB – conductividad iónica superior en Li3-3xSCXSB, Materiales de energía avanzada (2025). Doi: 10.1002/aenm.202500683
Proporcionado por la Universidad Técnica de Munich
Cita: Conductores de iones de litio de registro: los investigadores desarrollan material nuevo para baterías de estado sólido (2025, 9 de mayo) Recuperado el 9 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-lithium-conductores-material-solid.html
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