Caracterização elétrica de cerâmicas de Li3xLa(2/3-x)TiO3 sinterizadas a laser por espectroscopia de impedância

• Processo: 21/11569-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Lilian Menezes de Jesus
• Beneficiário: Giovanni Vivi
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Condutividade iônica Volatilização Propriedades elétricas Microestruturas Técnicas de caracterização elétrica Espectroscopia de impedância
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Condutividade Iônica | espectroscopia de impedancia | propriedades elétricas | Sinterização a Laser | Materiais Cerâmicos

Resumo

A segurança é uma grande preocupação no desenvolvimento de tecnologias de armazenamento de energia, especialmente para baterias de íons lítio, que contêm eletrólito orgânico líquido (inflamável). Substituir esses eletrólitos líquidos por um condutor iônico de estado sólido é de interesse crescente devido ao grande impacto não somente na segurança, mas também no aumento da capacidade de armazenamento e da vida útil em baterias de próxima geração. No entanto, alcançar uma condutividade iônica comparável à dos eletrólitos líquidos existentes (> 1 mS/cm) é um desafio. A busca por materiais sólidos condutores de lítio, que apresentem elevada condutividade em baixas temperaturas tem, portanto, caráter estratégico. Um material que vem sendo muito estudado neste contexto é o Li3xLa(2/3-x)TiO3, que apresenta uma alta condutividade iônica em temperatura ambiente, podendo chegar a 1 mS/cm, dependendo do valor de x e das condições de processamento. Um problema comum relacionado à produção deste material é a volatilização do Li, que pode ser diminuída usando rotas de sinterização rápidas. Mostrou-se, recentemente, o potencial da sinterização a laser para a obtenção de cerâmicas de Li0.5La0.5TO3. No entanto, efeitos da composição e da microestrutura que levam a uma otimização da condutividade iônica nessas cerâmicas ainda merecem ser entendidos. Assim, propõe-se realizar um estudo da resposta elétrica de cerâmicas de Li3xLa(2/3-x)TiO3 sinterizadas a laser via espectroscopia de impedância. Inicialmente será realizada a simulação da resposta de impedância de circuitos-modelo por meio do software ZView®, analisando-se os espectros por meio dos vários formalismos: impedância, admitância, módulo elétrico e permissividade. Em seguida, será feita a modelagem dos espectros das cerâmicas, a partir do ajuste de dados experimentais a circuitos equivalentes. (AU)