Materiales de soporte para baterías
Polvo de circonato de litio y lantano dopado con tántalo y aluminio, electrolito de estado sólido 0.2Al Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12 para baterías avanzadas
Número de artículo : FZ64
El precio varía según Especificaciones y personalizaciones
- Conductividad iónica
- 2 × 10⁻³ S/cm
- Pureza del material
- ≥ 99.9 wt% (3N)
- Estructura cristalina
- Fase de granate cúbico (ICSD #422259)
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Descripción del producto
Este polvo de electrolito de estado sólido de circonato de litio y lantano dopado con tántalo y aluminio de alta pureza (0.2Al-Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12) representa un material cumbre para la investigación de almacenamiento de energía de próxima generación. Diseñado específicamente para arquitecturas de baterías de litio totalmente de estado sólido, este polvo cerámico de óxido avanzado aborda las compensaciones críticas entre la conductividad iónica, la estabilidad de fase y la compatibilidad electroquímica con ánodos de litio metálico. Al incorporar proporciones óptimas de dopantes de aluminio y tántalo en la estructura de red del LLZO, el polvo suprime la formación de fases tetragonales de baja conductividad mientras crea concentraciones favorables de vacantes de litio esenciales para el transporte ultrarrápido de iones.
Diseñado para instituciones académicas, centros de investigación industrial y fabricantes de celdas de estado sólido, este material sirve como precursor esencial para fabricar pastillas de electrolito densas, membranas separadoras cerámicas, electrolitos sólidos compuestos y recubrimientos protectores interfaciales. El material se somete a un estricto control de calidad durante la síntesis para garantizar una estequiometría consistente, un tamaño de partícula uniforme y una alta pureza de fase, permitiendo una integración perfecta en flujos de trabajo de colada en cinta (tape-casting), prensado y sinterización a alta temperatura.
Con una excepcional conductividad iónica masiva a temperatura ambiente de 2 × 10⁻³ S/cm y una pureza de fase comprobada que coincide con la estructura cristalográfica de granate cúbico (ICSD #422259), este producto ofrece un rendimiento fiable en entornos de prueba rigurosos. Su estabilidad química superior frente al litio metálico minimiza las reacciones secundarias interfaciales y la penetración dendrítica, lo que lo convierte en un componente crítico para el desarrollo de baterías de estado sólido de alto voltaje y alta densidad energética.
Características principales
- Codopaje sinérgico optimizado: La sustitución dual con aluminio (Al³⁺) en el sitio del litio y tántalo (Ta⁵⁺) en el sitio del circonio estabiliza la fase de granate cúbico de alta conductividad a temperaturas ambiente, al tiempo que controla el crecimiento del grano durante la sinterización.
- Conductividad iónica superior a temperatura ambiente: Alcanza una conductividad iónica excepcional de 2 × 10⁻³ S/cm, lo que reduce significativamente la resistencia interna de la celda y promueve la rápida difusión de iones de litio dentro de las arquitecturas de estado sólido.
- Pureza química ultra alta (grado 3N): Sintetizado con una pureza total garantizada del material ≥ 99.9 % en peso, restringiendo impurezas metálicas perjudiciales como hierro, silicio y niobio a niveles de ppm para evitar la conductividad electrónica parasitaria.
- Relación estequiométrica precisa: Formulado con una composición molar exacta de Al:Li:La:Zr:Ta:O = 0.2:6.75:3:1.75:0.25:12, asegurando una repetibilidad excepcional entre lotes y un comportamiento de densificación predecible durante el tratamiento térmico.
- Cristalografía de granate cúbico verificada: Confirmada mediante difracción de rayos X (XRD) frente al estándar de referencia ICSD #422259, asegurando la ausencia total de fases secundarias indeseables o residuos de precursores de óxido sin reaccionar.
- Tamaño de partícula fino diseñado: Molido a una distribución de partículas controlada de 325 mesh, lo que facilita la dispersión uniforme de la suspensión, una alta densidad del cuerpo en verde y una cinética de sinterización a baja temperatura.
- Excelente compatibilidad con litio metálico: Ofrece una alta estabilidad termodinámica y cinética frente a ánodos de litio metálico, suprimiendo la nucleación de dendritas y ampliando la ventana de voltaje operativo para materiales de cátodo de alto voltaje.
Aplicaciones
| Aplicación | Descripción | Beneficio clave |
|---|---|---|
| Baterías de litio metálico totalmente de estado sólido | Material electrolítico sólido principal utilizado para pastillas y membranas de electrolito prensadas en caliente o en frío en arquitecturas de celdas de estado sólido. | Proporciona un alto transporte iónico y resistencia mecánica para bloquear eficazmente el crecimiento de dendritas de litio. |
| Membranas de electrolito sólido compuesto (CSE) | Cargas combinadas con matrices poliméricas (p. ej., PEO, PVDF) para formar láminas de electrolito sólido híbrido flexible para el ensamblaje de celdas tipo bolsa (pouch cell). | Mejora la conductividad iónica general y la estabilidad térmica mecánica de las matrices de electrolito polimérico. |
| Recubrimientos protectores interfaciales | Recubrimiento de película delgada o suspensión aplicado en la interfaz entre ánodos de litio metálico y electrolitos sólidos o materiales activos de cátodo. | Reduce la impedancia interfacial, estabiliza la interfase de electrolito sólido (SEI) y previene reacciones secundarias indeseables. |
| Desarrollo de separadores cerámicos | Fabricación de separadores cerámicos densos, ultradelgados y autoportantes para celdas de baterías de estado sólido rígidas de próxima generación. | Proporciona una seguridad química y térmica superior en comparación con los separadores de poliolefina convencionales impregnados en líquido. |
| I+D académica y de materiales avanzados | Material de óxido cerámico de referencia para la investigación electroquímica fundamental, la cinética de transporte en estado sólido y estudios de nuevas tecnologías de sinterización. | La pureza de fase estandarizada y la estequiometría fiable aseguran datos de investigación científica reproducibles. |
Especificaciones técnicas
Parámetros generales del material
| Parámetro de especificación | Valor / Detalle |
|---|---|
| Identificador del producto | FZ64 |
| Fórmula química | 0.2Al-Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12 |
| Designación del material | Circonato de litio y lantano dopado con tántalo y aluminio (Ta/Al-LLZO) |
| Pureza del material (wt%) | ≥ 99.9% (Grado 3N) |
| Tamaño de partícula | 325 Mesh |
| Apariencia física | Polvo amarillo claro |
| Estructura cristalina | Fase de granate cúbico (ICSD #422259) |
| Conductividad iónica (S/cm) | 2 × 10⁻³ S/cm (a temperatura ambiente) |
| Relación molar química | Al : Li : La : Zr : Ta : O = 0.2 : 6.75 : 3 : 1.75 : 0.25 : 12 |
Perfil máximo de impurezas (ppm)
| Elemento de impureza | Contenido máximo (ppm) |
|---|---|
| Hierro (Fe) | ≤ 15 |
| Cobre (Cu) | ≤ 10 |
| Manganeso (Mn) | ≤ 12 |
| Calcio (Ca) | ≤ 10 |
| Sodio (Na) | ≤ 6 |
| Potasio (K) | ≤ 7 |
| Magnesio (Mg) | ≤ 8 |
| Niobio (Nb) | ≤ 25 |
| Níquel (Ni) | ≤ 10 |
| Silicio (Si) | ≤ 15 |
| Itrio (Y) | ≤ 15 |
¿Por qué elegir este producto?
- Control de calidad riguroso de fase y pureza: Cada lote de material se somete a una estricta verificación de fase por difracción de rayos X (XRD) para garantizar una estructura de granate cúbico al 100% sin fases de impurezas secundarias.
- Rendimiento de sinterización optimizado: El perfil de codopaje equilibrado de Ta/Al promueve una mayor densidad de borde de grano a temperaturas de sinterización más bajas, ahorrando energía y preservando la estequiometría del litio durante el procesamiento térmico.
- Control estricto de impurezas metálicas: Las concentraciones de trazas ultrabajas de Fe, Si y metales alcalinos aseguran un alto aislamiento electrónico, evitando microcortocircuitos y autodescarga dentro de las celdas ensambladas.
- Repetibilidad entre lotes: Los procedimientos de síntesis química estandarizados garantizan una distribución de tamaño de partícula, densidad aparente y comportamiento electroquímico consistentes en todos los lotes de producción.
- Soporte técnico integral: Respaldado por extensos datos de caracterización de materiales y asistencia técnica adaptada a la fabricación de celdas de estado sólido y al procesamiento de pastillas en laboratorio.
Para opciones de adquisición a granel, molienda de tamaño de partícula personalizado o composiciones químicas a medida, comuníquese con nuestro equipo de ventas técnicas para solicitar una cotización o discutir sus requisitos técnicos.
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