Cuando hace frío en invierno, los automóviles tienden a tener problemas de arranque. Esto no es mucho mejor con los automóviles eléctricos, que inevitablemente pierden la capacidad de sus baterías recargables de iones de litio a temperaturas de congelación. Ahora, los científicos chinos han ofrecido una estrategia para evitarhundiendo la cinética de la batería. En un estudio publicado en la revista Angewandte Chemie diseñaron un sistema de batería con un ánodo de carbono duro de resistencia en frío y un cátodo potente rico en litio, con el importante paso de litiación inicial integrado.
El carbono "no grafitizable" o "duro" es un material de ánodo prometedor y de bajo costo en tecnología de batería. Incluso a bajas temperaturas, exhibe una cinética de intercalación rápida de iones de litio. Durante la carga / descarga de una celda de batería, los iones de litiomigre del cátodo a través de un electrolito al ánodo y viceversa. Si el material anódico, que a menudo es grafito, contiene litio almacenado, el cambio de volumen por los iones de litio entrantes se nivela para garantizar una vida útil más larga y una carga / descarga más rápidacinética. El carbono duro prelitiado se ha demostrado como un material robusto en los condensadores de iones de litio. Sin embargo, el proceso de prelitiación, que implica un electrodo de litio puro, es complicado y costoso. Por lo tanto, Yonggang Wang y su equipo de Fudan favorecen estrategias alternativas de prelitiación.Universidad, Shanghai, China.
En lugar del electrodo de litio adicional, introdujeron un electrodo de fosfato de vanadio rico en litio tanto para la litiación como para el funcionamiento normal de la batería. El cátodo pierde algunos de sus iones de litio en el ánodo en el primer proceso de carga donde se intercalan y almacenan. Luego, los científicos combinaron el cátodo de fosfato de vanadio reducido en litio y el ánodo de carbono duro prelitiado Li x C para formar un sistema de batería de iones de litio en funcionamiento. Esta celda completa "mantiene las características de alta densidad de energía del ión de litio convencional"Explican los científicos. Además, mantiene aproximadamente dos tercios de su capacidad a temperaturas tan bajas como menos 40 grados centígrados. Las baterías convencionales de iones de litio retienen solo el 10 por ciento."Este logro surge de la capacidad inherente a baja temperatura del cátodo de fosfato de vanadio y la rápida cinética del ánodo de carbono duro prelitiado", dijeron los autores.Las pruebas r mostraron que estas baterías cumplían con los otros parámetros de las células electroquímicas.
Aún así, un defecto es el electrolito que pierde conductividad en condiciones extremadamente frías. Si se resuelve este punto, este sistema podría proporcionar un diseño atractivo para el mejor rendimiento, motores de automóviles eléctricos que resisten el invierno.
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Materiales proporcionados por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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