Su fuente de las últimas noticias de investigación
Seguir Facebook Twitter LinkedIn Suscribirse Fuentes RSS Boletines informativos
nuevo :
  • Virus de laboratorio que imita el virus COVID-19
  • La verdadera razón detrás de la piel de gallina
  • 130 mamíferos: igual conectividad cerebral
  • Los volcanes en Venus todavía están activos
  • Platón tenía razón: Tierra hecha básicamente de cubos
  • Las imágenes de la misión solar revelan 'fogatas' en el sol
  • La luz más antigua confirma la edad del universo
  • La población mundial se reducirá después de mediados de siglo
  • Las emisiones globales de metano se disparan a niveles récord
  • la vacuna COVID-19 genera respuesta inmune
anuncio
Sigue todo de ScienceDaily's últimas noticias de investigación y principales titulares de ciencia !
Noticias de ciencia
de organizaciones de investigación

1

2

El nuevo electrolito de la batería puede aumentar el rendimiento de los vehículos eléctricos

Fecha :
22 de junio de 2020
Fuente :
Universidad de Stanford
Resumen :
Los investigadores han diseñado un nuevo electrolito para baterías de metal de litio que podría aumentar el alcance de conducción de los automóviles eléctricos.
Compartir :
HISTORIA COMPLETA

Un nuevo electrolito a base de litio inventado por científicos de la Universidad de Stanford podría allanar el camino para la próxima generación de vehículos eléctricos que funcionan con baterías.

anuncio

En un estudio publicado el 22 de junio en Energía natural , los investigadores de Stanford demuestran cómo su novedoso diseño de electrolitos aumenta el rendimiento de las baterías de metal de litio, una tecnología prometedora para alimentar vehículos eléctricos, computadoras portátiles y otros dispositivos.

"La mayoría de los autos eléctricos funcionan con baterías de iones de litio, que se están acercando rápidamente a su límite teórico de densidad de energía", dijo el coautor del estudio, Yi Cui, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y ciencia de fotones en el Laboratorio Nacional de Aceleradores de SLAC."Nuestro estudio se centró en las baterías de metal de litio, que son más livianas que las baterías de iones de litio y potencialmente pueden entregar más energía por unidad de peso y volumen".

Las baterías de iones de litio, que se usan en todo, desde teléfonos inteligentes hasta autos eléctricos, tienen dos electrodos: un cátodo con carga positiva que contiene litio y un ánodo con carga negativa generalmente hecho de grafito. Una solución electrolítica permite que los iones de litio se muevan de un lado a otro entreánodo y cátodo cuando se usa la batería y cuando se recarga.

Una batería de metal de litio puede contener aproximadamente el doble de electricidad por kilogramo que la batería de iones de litio convencional de hoy en día. Las baterías de metal de litio hacen esto al reemplazar el ánodo de grafito con metal de litio, que puede almacenar significativamente más energía.

"Las baterías de metal de litio son muy prometedoras para los vehículos eléctricos, donde el peso y el volumen son una gran preocupación", dijo el coautor del estudio Zhenan Bao, profesor de KK Lee en la Escuela de Ingeniería. "Pero durante la operación, el ánodo de metal de litioreacciona con el electrolito líquido. Esto provoca el crecimiento de microestructuras de litio llamadas dendritas en la superficie del ánodo, lo que puede hacer que la batería se incendie y falle ".

Los investigadores han pasado décadas tratando de abordar el problema de la dendrita.

anuncio

"El electrolito ha sido el talón de Aquiles de las baterías de metal de litio", dijo el coautor principal Zhiao Yu, un estudiante graduado en química. "En nuestro estudio, utilizamos la química orgánica para diseñar racionalmente y crear electrolitos nuevos y estables paraestas baterías "

Para el estudio, Yu y sus colegas exploraron si podrían abordar los problemas de estabilidad con un electrolito líquido común disponible comercialmente.

"Supusimos la hipótesis de que agregar átomos de flúor a la molécula de electrolito haría que el líquido sea más estable", dijo Yu. "El flúor es un elemento ampliamente utilizado en electrolitos para baterías de litio. Utilizamos su capacidad para atraer electrones para crear una nueva molécula quepermite que el ánodo de litio metálico funcione bien en el electrolito "

El resultado fue un nuevo compuesto sintético, abreviado FDMB, que se puede producir fácilmente a granel.

"Los diseños de electrolitos se están volviendo muy exóticos", dijo Bao. "Algunos han demostrado ser prometedores, pero son muy caros de producir. La molécula de FDMB que se le ocurrió a Zhiao es fácil de fabricar en gran cantidad y bastante barata".

El equipo de Stanford probó el nuevo electrolito en una batería de litio metálico.

anuncio

Los resultados fueron dramáticos. La batería experimental retuvo el 90 por ciento de su carga inicial después de 420 ciclos de carga y descarga. En los laboratorios, las baterías típicas de metal de litio dejan de funcionar después de aproximadamente 30 ciclos.

Los investigadores también midieron qué tan eficientemente se transfieren los iones de litio entre el ánodo y el cátodo durante la carga y descarga, una propiedad conocida como "eficiencia culombiana".

"Si carga 1,000 iones de litio, ¿cuántos recupera después de la descarga?", Dijo Cui. "Idealmente, quiere 1,000 de 1,000 para una eficiencia culombiana del 100 por ciento. Para ser comercialmente viable, una celda de batería necesita uneficiencia culombiana de al menos 99.9 por ciento. En nuestro estudio obtuvimos 99.52 por ciento en las medias celdas y 99.98 por ciento en las celdas completas; un rendimiento increíble ".

Para uso potencial en electrónica de consumo, el equipo de Stanford también probó el electrolito FDMB en celdas de bolsa de metal de litio sin ánodo, baterías disponibles en el mercado con cátodos que suministran litio al ánodo.

"La idea es usar solo litio en el lado del cátodo para reducir el peso", dijo el coautor principal Hansen Wang, un estudiante graduado en ciencias e ingeniería de materiales. "La batería sin ánodo funcionó 100 ciclos antes de que su capacidad cayera a80 por ciento: no tan bueno como una batería de iones de litio equivalente, que puede durar de 500 a 1,000 ciclos, pero sigue siendo una de las celdas sin ánodo de mejor rendimiento ".

"Estos resultados son prometedores para una amplia gama de dispositivos", agregó Bao. "Las baterías livianas y sin ánodos serán una característica atractiva para los drones y muchos otros productos electrónicos de consumo".

El Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE está financiando un gran consorcio de investigación llamado Battery500 para que las baterías de litio metálico sean viables, lo que permitiría a los fabricantes de automóviles construir vehículos eléctricos más livianos que puedan conducir distancias mucho más largas entre cargas. Este estudio fue apoyado en partepor una subvención del consorcio, que incluye Stanford y SLAC.

Al mejorar los ánodos, electrolitos y otros componentes, Battery500 tiene como objetivo casi triplicar la cantidad de electricidad que una batería de litio metálico puede suministrar, de aproximadamente 180 vatios-hora por kilogramo cuando el programa comenzó en 2016 a 500 vatios-hora por kilogramo.Una relación energía-peso más alta, o "energía específica", es clave para resolver la ansiedad de alcance que los compradores potenciales de automóviles eléctricos suelen tener.

"La batería libre de ánodo en nuestro laboratorio alcanzó aproximadamente 325 vatios-hora por kilogramo de energía específica, un número respetable", dijo Cui. "Nuestro siguiente paso podría ser trabajar en colaboración con otros investigadores en Battery500 para construir células que se acerquen alobjetivo del consorcio de 500 vatios-hora por kilogramo "

Además de una vida útil más larga y una mejor estabilidad, el electrolito FDMB también es mucho menos inflamable que los electrolitos convencionales.

"Nuestro estudio básicamente proporciona un principio de diseño que las personas pueden aplicar para obtener mejores electrolitos", agregó Bao. "Solo mostramos un ejemplo, pero hay muchas otras posibilidades".

marque la diferencia: oportunidad patrocinada

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Mark Shwartz. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.


Referencia del diario :

  1. Zhiao Yu, Hansen Wang, Xian Kong, William Huang, Yuchi Tsao, David G. Mackanic, Kecheng Wang, Xinchang Wang, Wenxiao Huang, Snehashis Choudhury, Yu Zheng, Chibueze V. Amanchukwu, Samantha T. Hung, Yuting Ma,Eder G. Lomeli, Jian Qin, Yi Cui, Zhenan Bao. Diseño molecular para disolventes electrolíticos que permiten baterías de litio-metal de alto ciclo energético y densas en energía . Energía natural , 2020; DOI: 10.1038 / s41560-020-0634-5

Cita esta página :

  • MLA
  • APA
  • Chicago
Universidad de Stanford. "El nuevo electrolito de batería puede aumentar el rendimiento de los vehículos eléctricos". ScienceDaily. ScienceDaily, 22 de junio de 2020. .
Universidad de Stanford. 22 de junio de 2020. El nuevo electrolito de la batería puede aumentar el rendimiento de los vehículos eléctricos. ScienceDaily . Recuperado el 23 de julio de 2020 de www.science-things.com/releases/2020/06/200622133016.htm
Universidad de Stanford. "El nuevo electrolito de batería puede aumentar el rendimiento de los vehículos eléctricos". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2020/06/200622133016.htm consultado el 23 de julio de 2020.

  • TEMAS RELACIONADOS
    • Materia y energía
      • Baterías
      • Pilas de combustible
      • Energía y recursos
      • Combustibles alternativos
    • Tierra y clima
      • Energía y medio ambiente
      • Ciencia ambiental
      • Sostenibilidad
      • energía renovable
anuncio

  • TÉRMINOS RELACIONADOS
    • litio
    • Vehículo de combustible alternativo
    • Batería electricidad
    • plomo
    • cadmio
    • electricidad
    • Vehículo eléctrico con batería
    • conducción eléctrica

1

2

3

4

5
HISTORIAS RELACIONADAS

Fuente de degradación en las baterías de sodio
17 de julio de 2019 - Las baterías alimentan nuestras vidas: confiamos en ellas para mantener nuestros teléfonos celulares y computadoras portátiles encendidas y nuestros autos híbridos y eléctricos en la carretera. Pero la adopción cada vez mayor del ión de litio más comúnmente utilizado ...
Ampliando el rango de temperatura de las baterías de iones de litio
19 de junio de 2019 - Los autos eléctricos luchan con temperaturas extremas, principalmente debido a los impactos en las soluciones de electrolitos en sus baterías de iones de litio. Ahora, los investigadores han desarrollado nuevos electrolitos que contienen ...
Ajustar electrolito hace mejores baterías de litio y metal
1 de marzo de 2017 - Una nueva investigación muestra que agregar una pizca de aditivo químico al electrolito de una batería de metal de litio ayuda a fabricar baterías recargables que son estables, se cargan rápidamente y se prolongan entre cargas ...
El hollín de las velas puede alimentar las baterías de litio en los autos eléctricos
7 de octubre de 2015 - Según una nueva investigación, quemar una vela podría ser todo lo que se necesita para hacer una batería de automóvil eléctrica económica pero poderosa. La investigación revela que el hollín de la vela podría usarse para alimentar el tipo de ...
DE ALREDEDOR DE LA WEB

A continuación hay artículos relevantes que pueden interesarle. ScienceDaily comparte enlaces con publicaciones académicas en el red TrendMD y gana ingresos de terceros anunciantes, donde se indique.
Imprimir correo electrónico Compartir

anuncio

1

2

3

4

5
más popular
esta semana

ESPACIO Y TIEMPO
Nueva investigación de la luz más antigua confirma la edad del universo
Las primeras imágenes del Orbitador Solar revelan 'fogatas' en el sol
Los científicos proponen un plan para determinar si el Planeta Nueve es un agujero negro primordial
MATERIA Y ENERGÍA
Prueba de sangre innovadora detecta el resultado positivo de COVID-19 en 20 minutos
El mejor material para las mascarillas caseras puede ser una combinación de dos telas
Platón tenía razón: la Tierra está hecha, en promedio, de cubos
COMPUTADORAS Y MATEMÁTICAS
Nuevo modelo conecta la física de gotitas respiratorias con la propagación de Covid-19
prediciendo su personalidad a partir de los datos de su teléfono inteligente
Los cristales 'parpadeantes' pueden convertir CO2 en combustibles
anuncio

extraño y poco convencional

ESPACIO Y TIEMPO
Primera imagen de un sistema de varios planetas alrededor de una estrella similar al Sol capturada por el telescopio ESO
Nuevas estructuras de campo magnético cósmico descubiertas en Galaxy NGC 4217
Los científicos descubren que los volcanes en Venus todavía están activos
MATERIA Y ENERGÍA
A través del espejo a nanoescala: determinación de la frecuencia pico de bosones en alúmina ultrafina
Estimuladores espinales reutilizados para restaurar el tacto en la extremidad perdida
El brazalete 3D con detección de manos señala el futuro de la tecnología portátil
COMPUTADORAS Y MATEMÁTICAS
Las poderosas manos similares a las de los humanos crean interacciones humano-robóticas más seguras
Excitación cuántica encontrada en material magnético Van Der Waals NiPS3
El dispositivo atomtrónico podría sondear el límite entre los mundos cuánticos y cotidianos
S D
  • S D
    • Página de inicio
    • Noticias científicas principales
    • últimas noticias
  • Inicio
    • Página de inicio
    • Noticias científicas principales
    • últimas noticias
  • salud
    • Ver todo lo último noticias principales en ciencias de la salud,
      o explore los temas a continuación :
      Salud y medicina
      • alergia
      • medicina alternativa
      • control de la natalidad
      • cáncer
      • diabetes
      • Enfermedades
      • enfermedad cardíaca
      • VIH y SIDA
      • obesidad
      • células madre
      • ... más temas
      Mente y cerebro
      • ADD y ADHD
      • Adicción
      • Alzheimer
      • autismo
      • depresión
      • dolores de cabeza
      • inteligencia
      • psicología
      • Relaciones
      • esquizofrenia
      • ... más temas
      Vivir bien
      • Crianza de los hijos
      • embarazo
      • salud sexual
      • Cuidado de la piel
      • Salud de los hombres
      • Salud de la mujer
      • Nutrición
      • Dieta y pérdida de peso
      • Fitness
      • Envejecimiento saludable
      • ... más temas
  • tecnología
    • Ver todo lo último noticias principales en ciencias físicas y tecnología,
      o explore los temas a continuación :
      Materia y energía
      • Aviación
      • Química
      • Electrónica
      • combustibles fósiles
      • Nanotecnología
      • Física
      • Física cuántica
      • energía solar
      • Tecnología
      • energía eólica
      • ... más temas
      espacio y tiempo
      • Astronomía
      • agujeros negros
      • materia oscura
      • Planetas extrasolares
      • Marte
      • Luna
      • Sistema solar
      • telescopios espaciales
      • estrellas
      • sol
      • ... más temas
      Computadoras y matemáticas
      • Inteligencia artificial
      • Comunicaciones
      • Informática
      • piratería
      • Matemáticas
      • computadoras cuánticas
      • Robótica
      • software
      • Videojuegos
      • Realidad virtual
      • ... más temas
  • Enviro
    • Ver todo lo último noticias principales en ciencias ambientales,
      o explore los temas a continuación :
      Plantas y animales
      • Agricultura y Alimentación
      • animales
      • biología
      • biotecnología
      • animales en peligro de extinción
      • extinción
      • modificado genéticamente
      • Microbios y más
      • nuevas especies
      • zoología
      • ... más temas
      Tierra y clima
      • clima
      • terremotos
      • Medio ambiente
      • Geografía
      • Geología
      • Calentamiento global
      • huracanes
      • agujeros de ozono
      • Contaminación
      • Clima
      • ... más temas
      Fósiles y ruinas
      • Civilizaciones antiguas
      • Antropología
      • Arqueología
      • dinosaurios
      • primeros humanos
      • primeros mamíferos
      • evolución
      • Tesoros perdidos
      • Origen de la vida
      • paleontología
      • ... más temas
  • Sociedad
    • Ver todo lo último noticias principales en ciencias sociales y educación,
      o explore los temas a continuación :
      Ciencia y sociedad
      • Arte y cultura
      • consumismo
      • Economía
      • Ciencia política
      • Problemas de privacidad
      • Salud pública
      • disparidad racial
      • Religión
      • Deportes
      • Desarrollo mundial
      • ... más temas
      Negocios e industria
      • Biotecnología y bioingeniería
      • Computadoras e Internet
      • Energía y recursos
      • Ingeniería
      • Tecnología médica
      • productos farmacéuticos
      • Transporte
      • ... más temas
      Educación y aprendizaje
      • aprendizaje e inteligencia animal
      • Creatividad
      • Psicología educativa
      • Tecnología educativa
      • Aprendizaje infantil y preescolar
      • Trastornos del aprendizaje
      • Educación STEM
      • ... más temas
  • peculiar
    • Noticias principales
    • Quirks humanos
    • Criaturas extrañas
    • Cosas extrañas
    • Mundo extraño
Suscripciones gratuitas

Obtenga las últimas noticias científicas con los boletines gratuitos por correo electrónico de ScienceDaily, actualizados diariamente y semanalmente. O vea las noticias actualizadas cada hora en su lector RSS :

  • Boletines informativos por correo electrónico
  • Fuentes RSS
Síganos

Manténgase al día con las últimas noticias de ScienceDaily a través de las redes sociales :

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
¿Tienes comentarios?

Díganos qué piensa de ScienceDaily: agradecemos los comentarios positivos y negativos. ¿Tiene algún problema para usar el sitio? ¿Tiene preguntas?

  • dejar comentarios
  • Contáctenos
Acerca de este sitio | personal | Comentarios | Contribuir | Publicidad | Política de privacidad | Política editorial | Términos de uso
Copyright 2020 ScienceDaily o por otras partes, donde se indique. Todos los derechos controlados por sus respectivos propietarios.
El contenido de este sitio web es solo para información. No está destinado a proporcionar asesoramiento médico u otro profesional.
Las opiniones expresadas aquí no reflejan necesariamente las de ScienceDaily, su personal, sus colaboradores o sus socios.
El apoyo financiero para ScienceDaily proviene de anuncios y programas de referencia, donde se indica.
- CCPA: No venda mi información - - GDPR: Configuración de privacidad -