Predicciones teóricas de estrategias de dopaje para mejorar las propiedades de transporte del Li2SnO3
Palabras clave:
Li2SnO3; batería de ion Li; batería alcalina; simulaciones atomísticas; migración de Li.Resumen
Actualmente, una de las prioridades globales es el reemplazo del uso de combustibles fósiles por fuentes de energía renovables. La búsqueda de soluciones viables se está convirtiendo en un problema urgente, teniendo en cuenta el cambio climático y la actual distribución de fuentes de energía. El estannato de litio (Li2SnO3) es uno de los materiales usados en baterías de litio como electrodo o electrolito inorgánico. En este trabajo se emplean simulaciones atomísticas avanzadas para estudiar el efecto del dopaje con metales sobre las propiedades de transporte y la formación de defectos. Los resultados muestran que los dopantes divalentes, al ocupar los sitios del Li, crean sitios adiciones de vacancias de Li. Los dopantes trivalentes prefieren ocupar los sitios del Sn, creando ocupación de Li en los intersticios. Los resultados de las simulaciones, empleando dinámica molecular, muestran las estrategias de dopaje para mejorar las propiedades de transporte del Li2SnO3.
Citas
AHNIYAZ, A. et al. “Progress in Solid-State High Voltage Lithium-Ion Battery Electrolytes.” Advances in Applied Energy. 19, 2021, 100070. ISSN 26667924.
WANG, Q.; HUANG, Y.; ZHAO, Y.; ZHANG, W.; WANG, Y. “Preparation of Li2SnO3 and Its Application in Lithium-Ion Batteries.” Surf. Interface Anal. 2013, 45, 1297–1303. ISSN 10969918.
KUGANATHAN, N.; KORDATOS, A.; CHRONEOS, A. “Li2SnO3 as a Cathode Material for Lithium-Ion Batteries: Defects, Lithium Ion Diffusion and Dopants.” Sci. Rep. 2018, 8 (1), 3–11. ISSN 20452322.
ZULUETA, Y. A.; NGUYEN, M. T. Lithium Hexastannate: A Potential Material for Energy Storage. Phys. Status Solidi B. 2018, 255 (7), 1–9. ISSN 15213951.
YANG, S. et al. “Li2SiO3@Li2SnO3/SnO2 as a High Performance Lithium-Ion Battery Material.” Mater. Lett. 2019, 234, 375–378. ISSN 02728842.
ZULUETA, Y. A.; NGUYEN, M. T. “Enhanced Li-Ion Transport in Divalent Metal-Doped Li2SnO3.” Dalt. Trans. 2021, 50 (8), 3020–3026. ISSN 14779234.
ZULUETA, Y. A.; NGUYEN, M. T.; DAWSON, J. A. “Boosting Li-Ion Transport in Transition-Metal-Doped Li2SnO3.” Inorg. Chem. 2020, 59 (16), 11841–11846. ISSN 1520510X.
GALE, J. D.; ROHL, A. L. “The General Utility Lattice Program (GULP).” Mol. Simul. 2003, 29, 291–341. ISSN 08927022.
MOTT, N. F.; LITTLETON, M. J. “Conduction in Polar Crystals. I. Electrolytic Conduction in Solid Salts.” Trans. Faraday Soc. 1938, 34, 485–499. ISSN 00147672.
ZHANG, B.; LIN, Z.; WANG, L.-W.; PAN, F. “Achieving Both High Ionic Conductivity and High Interfacial Stability with the Li2+xC1–XBxO3 Solid-State Electrolyte: Design from Theoretical Calculations.” ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020, 12 (5), 6007–6014. ISSN 19448244.
DAWSON, J. A.; CANEPA, P.; FAMPRIKIS, T.; MASQUELIER, C.; ISLAM, M. S. “Atomic-Scale Influence of Grain Boundaries on Li-Ion Conduction in Solid Electrolytes for All-Solid-State Batteries.” J. Am. Chem. Soc. 2018, 140 (1), 362–368. ISSN 15205126.
PLIMPTON, S. “Fast Parallel Algorithms for Short-range Molecular Dynamics.” J. Comput. Phys. 1995, 117, 1–19. ISSN 00219991.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Rafael Francisco Mut-Benítez, E. Soto, Minh Tho-Nguyen, Yohandys A. Zulueta
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Esta revista proporciona un acceso abierto inmediato a su contenido, basado en el principio de que ofrecer al público un acceso libre a las investigaciones ayuda a un mayor intercambio global de conocimiento. Cada autor es responsable del contenido de cada uno de sus artículos.