Diseño Racional de Electrólitos Sólidos Compuestos de Alto Rendimiento de PEO/Cerámica para Baterías de Litio Metálico

Los electrólitos sólidos compuestos (CSEs) con polietileno óxido (PEO) se han vuelto bastante prevalentes para fabricar baterías de litio metálico de estado sólido de alto rendimiento debido a su alta capacidad de solvatación de Li+, procesabilidad flexible y bajo costo. Sin embargo, la insatisfactoria conductividad iónica a temperatura ambiente, la débil compatibilidad interfacial y el crecimiento incontrolable de dendritas de Li obstaculizan seriamente su progreso. Se han destinado enormes esfuerzos a combinar PEO con cerámicas, ya sea como rellenos o matriz principal, con el diseño racional de arquitectura bifásica, distribución espacial y contenido, lo que se anticipa que será clave para aumentar la conductividad iónica y resolver la compatibilidad interfacial dentro de los CSEs y entre los CSEs/electrodos. Desafortunadamente, falta una revisión integral que discuta exclusivamente el diseño, la preparación y la aplicación de CSEs basados en PEO/cerámica, a pesar de las enormes revisiones que abarcan un amplio espectro de polímeros y cerámicas. En consecuencia, esta revisión se centra en los avances recientes en los CSEs basados en PEO/cerámica, comenzando con una breve introducción, seguida de su mecanismo de conducción iónica, métodos de preparación, y luego un énfasis en resolver la conductividad iónica y la compatibilidad interfacial. Después, se resumen sus aplicaciones en baterías de litio metálico de estado sólido con óxidos de metales de transición y cátodos de azufre. Finalmente, se propone un resumen y una perspectiva sobre los desafíos existentes y las direcciones futuras de investigación.