Biblioteca CICESE

32975

Castro Ramírez, Luis Alberto (tesista)

Rodríguez Barreras, Jassiel Rolando (Director de tesis)
Maya Sánchez, María del Carmen (miembro de comité)
Márquez Becerra, Heriberto (miembro de comité)
Moreno Armenta, María Guadalupe (miembro de comité)
Trujillo Navarrete, Balter (miembro de comité)

Se realizó la síntesis y caracterización de electrolitos híbridos formados por partículas de Li10Zn3(GeO4)4 (LZGO) dispersas en matrices poliméricas de fluoruro de polivinilideno (PVDF) con bis(trifluorometanosulfonil)-imida de litio (LiTFSI). El LZGO, obtenido mediante el método de Pechini, reveló buen control estequiométrico y tamaño de partículas cristalinas con estructura triclínica con un ancho de banda prohibida de 2.52 – 3.21 eV (MEB, EED, DRX, IR-TF y UV-Vis). Posteriormente, se prepararon electrolitos gelificados con relación molar PVDF:LiTFSI de 16:1, 8:1, 4:1 y 2:1; se observó la formación de semiesferas aglomeradas hasta un punto máximo de saturación en la relación 4:1, la cual colapsa al incrementar la concentración de sal a 2:1. El mapeo elemental mostró que los elementos están distribuidos de manera homogénea, exhibiendo modos vibracionales atribuidos a LiTFSI y PVDF. El electrolito con relación 4:1 presentó valores de conductividad iónica similar a la relación 2:1, pero con mayor estabilidad mecánica. Por último, se prepararon electrolitos híbridos, LZGO-PVDF:LiTFSI, al incorporar proporciones en peso de LZGO de 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 10.0 y 20.0 % al electrolito gelificado tomado como base (relación 4:1). La adición de LZGO promovió la formación de un material más denso, con menor porosidad, aunque conservando cierta rugosidad, y reduciendo su espesor ~40 %. Los elementos que componen el LZGO, PVDF y LiTFSI se distribuyeron uniformemente. El electrolito híbrido 1000-0.5%-4:1 presentó los valores más altos de conductividad iónica, 6.78 – 9.48 x 10-4 Scm-1 (25 a 55 °C), con la energía de activación más baja, 0.19 eV. Simultáneamente, se realizó un estudio de primeros principios basado en la teoría funcional de la densidad (TFD), utilizando el Paquete de Simulación Vienna Ab initio (VASP), para estudiar los mecanismos de transporte de iones de litio en las fases de LZGO. La estructura de bandas reveló anchos de banda prohibida de 2.53 y 3.08 eV, consistentes con UV-Vis. Además, se realizó un estudio por el método de banda elástica ajustada (NEB) para analizar los caminos de difusión a través de la estructura y superficiales; los más favorables presentaron barreras energéticas de 0.86 y 2.67 eV, respectivamente.

Tesis para obtener el grado de Maestro en Electrónica y Telecomunicaciones con orientación en Instrumentación y Control

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California

2026

archivo PDF (xii, 82 hojas) : ilustraciones

Electrolitos
Baterías
Conductividad iónica
Litio
Electrolytes
Batteries
Ionic conductivity
Lithium

Miembros del Comité: Rodríguez Barreras, Jassiel Rolando; Maya Sánchez, María del Carmen; Márquez Becerra, Heriberto; Moreno Armenta, María Guadalupe; Trujillo Navarrete, Balter
Incluye anexos y referencias bibliográficas

Número de inventario	Volumen	Biblioteca	Ubicación	Estado	Nota
32975	--	CICESE	Colección de tesis	Disponible

Castro Ramírez, L. A. 2026.Diseño y desarrollo de electrolitos híbridos en estado sólido para baterías de iones de litio. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. archivo PDF (xii, 82 hojas).