» Artículos y Tesis » Tesis Doctoral: John Fredy Vélez Santa
Tesis Doctoral: John Fredy Vélez Santa

Desarrollo de electrodos y electrolitos para baterías sólidas de ión litio en lámina delgada obtenidos por sol-gel.

John Fredy Vélez Santa
18 de diciembre de 2015, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC. Madrid

Directores: Jadra Mosa / Mario Aparicio

Las microbaterías de ión litio tienen un interés creciente en aplicaciones de baja potencia en una sociedad donde el número de sistemas electrónicos portátiles crece rápidamente. Las baterías recargables comerciales están basadas en electrolitos líquidos, que presentan diversas restricciones respecto al tamaño, seguridad y a la necesidad de incorporar separadores entre los electrodos. La presente Tesis Doctoral se enmarca dentro del ámbito científico-técnico que pone en evidencia la necesidad de desarrollarmicrobaterías de ión-Li con todos sus componentes en estado sólido para aplicaciones en el control de edificios inteligentes, medicina y otras aplicaciones de carácter medioambiental. El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es desarrollar ánodos y electrolitos con objeto de mejorar los existentes en el mercado. Dentro de los posibles ánodos, la espinela Li4Ti5O12 tiene como principales ventajas su excelente reversibilidad y ciclado que son consecuencia de su buena movilidad iónica y de un cambio volumétrico mínimo durante los ciclos de carga-descarga. Sus principales desventajas son un relativamente elevado potencial (1,55 V) y una reducida conductividad electrónica. Se han preparado recubrimientos de la espinela Li4Ti5O12 por el método sol-gel utilizando el proceso de inmersión-extracción. Se obtienen recubrimientos con adecuadas propiedades estructurales y electroquímicas para su utilización como ánodo.Por otro lado, uno de los campos de investigación más activos en las baterías de ión-Li es el desarrollo de electrolitos sólidos eficientes. Tanto laconductividad iónica como la eficiencia del dispositivo dependen del electrolito y éste delimita las aplicaciones de las baterías. El electrolito es un conductor sólido de Li+ de naturaleza polimérica, inorgánica o híbrida orgánico-inorgánica. El principal inconveniente es que la conductividad iónica está por debajo de la de los electrolitos líquidos (10-3 S/cm a temperatura ambiente). La síntesis del material híbrido se basa en la adecuada combinación de un componente orgánico (monómeros) e inorgánico (alcóxidos o alquilalcóxidos), utilizando el método sol-gel y la ciencia de polímeros, para obtener un electrolito con las adecuadas propiedades capaces de sustituir a los electrolitos líquidos. En este trabajo, se han sintetizado electrolitos híbridos orgánico-inorgánicos en forma de recubrmiento por la ruta sol-gel. Se han caracterizado los materiales estructural y electroquímicamente. 

Calificación: Sobresaliente Cum Laude

Miembros del Tribunal:
Presidente: Prof. M Rosa Palacín Peiro (Instituto de Ciencia de los Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC)).
Secretaria: Prof. Pilar Herrasti González (Universidad Autónoma de Madrid)
Vocales:
Dr. FranciscoMuñoz Fraile(ICV-CSIC)
Dr. José ManuelAmarilla Álvarez(ICMM-CSIC)
Dr.EnriqueMorales Bergas(ICTP-CSIC).

 


Tesis Doctoral: Esther Enríquez »