Por una vida de batería más larga: Empujar las baterías de ión de litio al nivel de funcionamiento siguiente

Densidad de alta energía, vida de ciclo extendida y ningún efecto de memoria: Las baterías de ión de litio son los dispositivos de almacenamiento más extensos de la energía para los dispositivos móviles así como los portadores de la esperanza de la electro movilidad. Los investigadores están buscando nuevos tipos de material activo del electrodo para empujar las baterías en el nivel siguiente de alto rendimiento y de durabilidad, y hacerles un mejor usable para los dispositivos grandes. “Los materiales de la batería de ión de litio de Nanostructured podrían proporcionar una buena solución,” dice a Freddy Kleitz del departamento de química inorgánica -- Materiales funcionales de la universidad de Viena, que así como Claudio Gerbaldi, el líder del grupo para los materiales aplicados y de la electroquímica en los di Torino, Italia de Politecnico, es el autor principal del estudio.

El nanocomposite 2D/3D basado en un óxido de metal y un graphene mezclados, desarrollados por los dos científicos y sus equipos, aumenta seriamente el funcionamiento electroquímico de baterías de ión de litio. “En nuestras pruebas, nuevo la capacidad específica perceptiblemente mejorada proporcionada del electrodo material con estabilidad sin precedente del ciclo reversible sobre la carga 3.000 y la descarga reversibles completa un ciclo incluso en los regímenes muy de gran intensidad hasta 1.280 miliamperios,” dice al jefe de servicio Freddy Kleitz. Las baterías de ión de litio de hoy pierden su funcionamiento después de cerca de 1.000 ciclos de carga.

Nueva receta

Los ánodos convencionales existen a menudo del material de carbono tal como grafito. Los “óxidos metálicos tienen una mejor capacidad de la batería que el grafito, pero son muy inestables y menos conductor,” explica Kleitz. Los investigadores encontraron una manera de hacer el mejor uso de las características positivas de ambos compuestos. Desarrollaron una nueva familia de materiales activos del electrodo, sobre la base de un óxido de metal mezclado y del graphene altamente conductor y estabilizador, mostrando las características superiores comparadas a las de la mayoría de los nanostructures y de los compuestos del óxido de metal de transición.

En primer lugar, sobre la base del diseñado nuevamente cocinando procedimiento, los investigadores podían mezclar el cobre y el níquel homogéneo y bajo manera controlada para alcanzar el metal mezclado. De acuerdo con nanocasting -- un método para producir los materiales mesoporous -- crearon las partículas de óxido mezcladas nanoporous estructuradas de metal, que debido a su red extensa de poros tenga un área activa muy alta de la reacción para el intercambio con la ión de litio del electrólito de batería. Los científicos entonces aplicaron un procedimiento del secado por aspersión para envolver las partículas de óxido mezcladas de metal firmemente con capas finas del graphene.

Diseño simple y eficiente

El uso de las baterías de ión de litio para la e-movilidad se considera problemático desde un punto de vista ambiental, e.g debido a su producción material-intensiva cruda. Las pequeñas baterías que pueden almacenar tanta energía como sea posible, pasada todo el tiempo posible y no son demasiado de alto coste fabricar podrían avanzar su uso en dispositivos en grande. “Comparó a los acercamientos existentes, nuestra estrategia innovadora de la ingeniería para la nueva alto-ejecución y el material duradero del ánodo es simple y eficiente. Es un proceso a base de agua y por lo tanto respetuoso del medio ambiente y listo para ser aplicado al nivel industrial,” los autores del estudio concluyen

de: Science News