Los nuevos electrodos de litio recubiertos con indio podrían ser la base para baterías recargables más potentes y de mayor duración. El recubrimiento impide reacciones secundarias no deseadas entre el electrodo y el electrolito, proporciona una deposición más uniforme de litio durante la carga y aumenta el almacenamiento enel ánodo de litio a través de reacciones de aleación entre el litio y el indio, según lo informado por científicos estadounidenses en la revista Angewandte Chemie . Su éxito se debe a la buena difusión de iones de litio a lo largo de la capa interfacial.
Las baterías de iones de litio modernas suelen tener ánodos de grafito que almacenan litio cuando las baterías están cargadas. Una alternativa interesante es la que presentan las baterías con ánodos metálicos, como el metal de litio, que prometen una capacidad de almacenamiento significativamente mayor. Sin embargo, un obstáculo importante para su éxitoLa implementación ha sido la deposición desigual del metal durante el proceso de carga, lo que conduce a la formación de dendritas. Después de usos más prolongados de la batería, estas dendritas pueden crecer tanto que provocan un cortocircuito en la batería. Además, existen efectos secundarios indeseables.reacciones entre los electrodos metálicos reactivos y el electrolito, lo que reduce significativamente la vida útil de las baterías. La formación de una capa pasivante estable que evite un mayor contacto sería una solución ideal; sin embargo, no es posible debido a la expansión constante ycontracción del electrodo al cargar y descargar. Esto destruye la capa y expone el metal a the electrolito para más reacciones.Otros enfoques incluyen películas artificiales o barreras físicas.
Investigadores que trabajan con Ravishankar Sundararaman en el Instituto Politécnico Rensselaer Troy, EE. UU. Y Lynden A. Archer en la Universidad de Cornell Ithaca, EE. UU. Han introducido ahora una alternativa novedosa. Al utilizar química de intercambio iónico sin corriente directa, produjeron recubrimientos de indio enlitio. Basta con sumergirlo en una solución especial de sal de indio. Una parte del indio se deposita en la superficie del electrodo de litio como metal y la concentración de iones de litio en el electrolito aumenta simultáneamente.
La capa de indio es uniforme y se autocura cuando el electrodo está en uso, si se agregan pequeñas cantidades de la sal de indio al electrolito. Permanece intacta durante los ciclos de carga / descarga, su composición química permanece sin cambios y reacciones secundariasTambién se eliminan las dendritas, dejando la superficie lisa y compacta.
Mediante el uso de modelos informáticos, los investigadores pudieron demostrar por qué su método es tan exitoso: los iones de litio están muy débilmente unidos al recubrimiento de indio. Forman una aleación con el indio, lo que les permite moverse muy rápidamente sobre la superficie antes delo cruzan y se depositan sobre el electrodo de litio subyacente. En celdas completas con cátodos comerciales, estos nuevos electrodos híbridos de indio-litio se mantuvieron estables durante más de 250 ciclos, reteniendo alrededor del 90% de su capacidad.
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Materiales proporcionado por Wiley . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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