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Developing high specific energy Lithium-ion (Li-ion) batteries is of vital importance to boost the production of efficient electric vehicles able to meet the customers’ expectation related to the electric range of the vehicle. One possible pathway to high specific energy is to increase the operating voltage of the Li-ion cell. Cathode materials enabling operation above 4.2 V are available. The stability of the positive electrode-electrolyte interface is still the main bottleneck to develop high voltage cells.Moreover, important research efforts are devoted to the substitution of graphite anodes with Li metal: this would improve the energy density of the cell dramatically. The use of metallic lithium is prevented by the dendrite growth during charge, with consequent safety problems. To suppress the formation of dendrites solid-state electrolytes are considered the most promising approach.For these reasons the present review summarizes the most recent research efforts in the field of high voltage solid-state electrolytes for high energy density Li-ion cells.

In this work, we describe the preparation of YSZ layers on porous and non-porous substrates using the Pulsed Injection MOCVD technique for solid electrolyte applications. In this technique, the vapour phase is obtained by injecting micro-droplets of the desired solution delivered from a container kept at room temperature into a heated evaporator connected to a deposition chamber. The droplet characteristics, volume, precursor concentration and injection frequency will control and determine the thickness and the microstructure of the layers. The system offers a high degree of repeatability of the liquid volume injected and thus a high reproducibility of the layers from low to high growth rates. This process has been optimised in order to obtain dense YSZ membranes to be used as solid electrolytes in SOFC, oxygen generators and oxygen sensors. Future work will consist in the preparation of anode-electrolyte-cathode multilayered devices. For this purpose, experimental parameters have been studied and optimised in order to obtain thin YSZ membranes on dense and porous substrates.En este trabajo se presentan los resultados preliminares sobre películas delgadas de YSZ obtenidas mediante la nueva técnica de MOCVD de inyección pulsada para su aplicación como electrolitos sólidos. La originalidad de esta técnica consiste en la preparación e introducción de la fase vapor que se realiza mediante la inyección pulsada de micro-gotas de la solución líquida, que contiene los precursores de los elementos a depositar, dentro de la zona de reacción. Las características de la gota: tamaño, concentración de la solución y frecuencia de inyección determinan el espesor y la micro-estructura de las capas obtenidas. Este método, además de muy reproducible, permite obtener fácilmente estructuras multicapas con bajos ritmos de crecimiento para epitaxias o con altos ritmos de crecimiento para la obtención de heteroestructuras. Se ha puesto a punto esta técnica para la obtención de capas densas de YSZ (circona estabilizada con itria), material comúnmente utilizado como electrolito sólido de alta temperatura en sondas de oxígeno, generadores de oxígeno y SOFC (pilas de combustible de estado sólido). Se pretende obtener dichos dispositivos en forma de multicapas del tipo ánodo/electrolito/cátodo. Para ello, se han depositado capas de YSZ sobre silicio para optimizar los parámetros de depósito pero también sobre sustratos porosos activos que puedan actuar como electrodo en los dispositivos anteriormente descritos.

We present electrical conductivity measurements of BIFEVOX Bi4V2-xFexO11-y (0≤x≤0.9; 0≤y≤1), in which V (IV) ions have been systematically substituted by Fe (III) ions. Conductivity shows a power law frequency dependence described by the form σ*(ω)=σdc[1+(jω/ωp)n], known as universal dynamic response. Conversely, the electric modulus shows asymmetric peaks, characterized by stretched exponentials relaxation functions in time domain of the form φ(t)=exp(-(t/τσ)β). β is determined by the degree of correlation in the ionic motion. It´s value, β=0.56±0.03, is almost independent of temperature and iron content. Increasing Fe content leads to an exponential decrease of the conductivity and to an increase of the activation energy of the conduction process from 0.20 to 0.97 eV. These results are discussed in terms of oxygen vacancy ordering upon Fe (III) substitution.Presentamos medidas de la conductividad eléctrica del sistema BIFEVOX Bi4V2-xFexO11-y (0≤x≤0.9; 0≤y≤1), en el que se realiza la sustitución de iones V (IV) por Fe (III) de forma sistemática. La conductividad muestra un comportamiento potencial con la frecuencia, descrito por σ*(ω)=σdc[1+(jω/ωp)n], y conocido como respuesta dieléctrica universal. Análogamente, el módulo eléctrico presenta picos asimétricos, cuya función de relajación en el dominio del tiempo puede describirse mediante exponenciales “estiradas” de la forma φ(t)=exp(-(t/τσ)β). β da cuenta del grado de correlación del transporte iónico, siendo su valor, β=0.56±0.03, casi independiente de la temperatura y del contenido en Fe. Con el aumento en el contenido de Fe, la conductividad disminuye exponencialmente y la energía de activación del proceso de conducción aumenta de 0.20 a 0.97 eV. Estos resultados se discuten en términos de la ordenación de vacantes oxígeno al dopar con Fe (III).

A silver sulfide (Ag2S) island as an ionic conductor in resistive switching memories was formed and a protrusion of silver from the Ag2S formed by an electrochemical reaction was observed using a scanning tunneling microscope.