Investigadores de la Universidad de California, Riverside, han creado un nuevo ánodo de nanocompuesto de silicio-estaño que podría generar baterías de iones de litio que pueden cargarse y descargarse más veces antes de que lleguen al final de su vida útil. Las baterías de mayor duraciónpodría usarse en todo, desde dispositivos electrónicos de mano hasta vehículos eléctricos.
Titulado "Nanopartículas de estaño como una adición conductiva efectiva en ánodos de silicio", se publicó un documento que describe la investigación el miércoles 3 de agosto en la revista Informes científicos . El proyecto fue dirigido por Lorenzo Mangolini, profesor asociado de ingeniería mecánica y ciencia e ingeniería de materiales en el Bourns College of Engineering de la UCR.
Las baterías de iones de litio, las baterías recargables más populares en electrónica personal, se componen de tres partes principales: un ánodo, un cátodo y una sal de litio disuelta en un disolvente orgánico. Mientras que el grafito es el material elegido para la mayoría de los ánodos,su rendimiento es un factor limitante para hacer mejores baterías y expandir sus aplicaciones.
Tanto el silicio como el estaño han sido investigados como alternativas novedosas de alto rendimiento para los ánodos de grafito. En la investigación actual, el grupo de Mangolini demostró por primera vez que la combinación de ambos materiales en un solo compuesto conduce a mejoras dramáticas en el rendimiento de la batería. Además deTriplicando la capacidad de carga ofrecida por el grafito, el nanocompuesto de silicio-estaño es extremadamente estable durante muchos ciclos de carga y descarga, extendiendo esencialmente su vida útil. Estas características, junto con un proceso de fabricación simple, podrían ayudar a la expansión de las baterías de iones de litio para su usoen vehículos de última generación.
"Las baterías de iones de litio están creciendo en popularidad para los vehículos eléctricos y las aplicaciones aeroespaciales, pero existe una clara necesidad de aliviar la ansiedad por el alcance, el temor de que un vehículo no tenga suficiente carga para llegar a su destino, antes de que lo hagamosver adopción a gran escala. Cualquier tecnología que pueda ayudar es bienvenida, siempre y cuando sea simple y escalable, y nuestra tecnología cumpla con ambos criterios ", dijo Mangolini.
Mangolini dijo que agregar estaño al silicio, en lugar de otro material conductor como el negro de carbón, evitaría la baja conductividad del silicio sin disminuir el almacenamiento de energía.
"Los efectos sinérgicos entre estos dos materiales conducen a baterías que exceden el rendimiento de cada uno de los dos componentes por sí solos, una mejora que es el resultado de la alta conductividad eléctrica y la buena capacidad de almacenamiento de energía del estaño. Esto se puede lograr con eladición de incluso cantidades menores de estaño, tan pequeñas como 2 por ciento en peso ", dijo.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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