Enhancing Lithium Diffusion in Solid Polymer Electrolyte Batteries through Molecular Dynamic Simulations

Abstract

La tecnología actual de baterías de Li-Ion parece incapaz de llevar a cabo el salto necesario para el futurodesarrollo de baterías de litio. El uso de grafito como ánodo limita el rendimiento máximo de estasbaterías. Su sustitución por litio metal puro parece ser la mejor solución, llevando a las baterías de Li-Metal. Sin embargo, los electrolitos líquidos son demasiado inestables en contacto con un material tanreactivo. El uso de electrolitos poliméricos sólidos como alternativa ha atraído mucha atención, con elLiTFSI/PEO como el sistema referencia, pero mucha más investigación es necesaria para una producciónen masa de este tipo de tecnología. Mediante el uso de simulaciones de dinámica molecular y cálculosDFT, estudiamos las interacciones atómicas y moleculares que definen el comportamiento macroscópico.Identificando las interacciones más beneficiosas para mejorar tanto el rendimiento como la seguridad denuevos sistemas. Esta Tesis presenta una serie de estudios en los que se modifica la estructura del TFSI yde la matriz polimérica consiguiendo resultados esperanzadores en los sistemas propuestos comocomposición de la nueva era de baterías de Li-Metal basadas en electrolitos poliméricos sólidos.