Las baterías de iones de litio de alto rendimiento son un componente clave de las computadoras portátiles, teléfonos inteligentes y vehículos eléctricos. Actualmente, los ánodos o el lado con carga negativa de las baterías de iones de litio, generalmente están hechos con grafito u otros materiales a base de carbono.
Pero, el rendimiento de los materiales a base de carbono es limitado debido al peso y la densidad de energía, que es la cantidad de energía que se puede almacenar en un espacio determinado. Como resultado, mucha investigación se centra en los ánodos de metal de litio.
El éxito de los ánodos de metal de litio permitirá muchas tecnologías de batería, incluido el metal de litio y el aire de litio, que potencialmente pueden aumentar la capacidad de las mejores baterías de iones de litio de hoy en día de cinco a 10 veces.vehículos y baterías de teléfonos inteligentes que duran entre 5 y 10 veces más tiempo. Los ánodos de metal de litio también son más livianos y menos costosos.
El problema con las baterías de iones de litio hechas con metal es que, durante los ciclos de carga, producen dendritas sin control, que son fibras microscópicas que parecen brotes de árboles. Las dendritas degradan el rendimiento de la batería y también presentan un problema de seguridad porque pueden provocar un cortocircuito.la batería y en algunos casos se incendia.
Un equipo de investigadores de la Universidad de California, Riverside ha hecho un avance significativo en la solución del problema de la dendrita de más de 40 años. Sus hallazgos acaban de publicarse en la revista Química de materiales .
El equipo descubrió que al recubrir la batería con un compuesto orgánico llamado metil viológeno, pueden estabilizar el rendimiento de la batería, eliminar el crecimiento de dendritas y aumentar la vida útil de la batería en más de tres veces en comparación con el electrolito estándar actual utilizado con litio metálicoánodos
"Esto tiene el potencial de cambiar el futuro", dijo Chao Wang, profesor adjunto adjunto de química en UC Riverside, quien es el autor principal del artículo. "Es de bajo costo, fácil de manipular y compatible con el ion de litio actualindustria de la batería "
Los investigadores diseñaron una nueva estrategia para formar un recubrimiento estable para mejorar la vida útil de los ánodos de metal de litio. Utilizaron metil viológeno, que se ha utilizado en otras aplicaciones debido a su capacidad de cambiar de color cuando se reduce.
La molécula de metil viológeno utilizada por los investigadores se puede disolver en los electrolitos en los estados cargados. Una vez que las moléculas se encuentran con el metal de litio, se reducen inmediatamente para formar un recubrimiento estable en la parte superior del electrodo metálico.
Al agregar solo .5 por ciento de viológeno al electrolito, la vida útil del ciclo ya puede mejorarse tres veces. Además, el viológeno de metilo tiene un costo muy bajo y puede ampliarse fácilmente.
El funcionamiento estable de los ánodos de metal de litio, que los investigadores han logrado con la adición de metil viológeno, podría permitir el desarrollo de baterías de alta capacidad de próxima generación, incluidas las baterías de metal de litio y las baterías de litio de aire.
Wang advirtió que si bien el recubrimiento mejora el rendimiento de la batería, no es una forma de evitar que las baterías se incendien.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Sean Nealon. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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