El gran problema de las baterías de iones de litio es su deterioro con el tiempo. Un ajuste químico puede cambiarlo – La nación
Independientemente de si se trata de un móvil, portátil, Nintendo Switch o Dyson: la duración de la batería disminuye con el uso. Sí, las baterías de iones de litio han cambiado el mundo y han sido el estándar absoluto en la electrónica de consumo durante años, pero su mal endémico es la degradación con el tiempo. Mientras buscamos alternativas a esta tecnología, un equipo de investigación ha encontrado una solución prometedora en una optimización química aparentemente simple.
el avance. La idea principal de esta investigación no es cambiar los materiales principales de la batería, sino simplemente añadir una pequeña cantidad de un aditivo: difluorofosfato de litio. Su existencia no es nueva, sin embargo esta investigación dirigido por el profesor Chunsheng Wang de la Universidad de Maryland muestra cuán eficaz es para estabilizar baterías.
¿Por qué es importante?. Esto se debe a que las baterías de iones de litio están en todas partes y esta modificación extendería su vida útil utilizando productos químicos de bajo costo disponibles comercialmente. El resultado de su experimento es que este aditivo se puede utilizar para optimizar las baterías y maximizar el rendimiento y la energía o lograr una mayor vida útil y estabilidad.
A efectos prácticos, el estudio muestra que con este ajuste mantuvieron una capacidad significativamente mayor después de cientos de ciclos de carga y descarga. Como explica Wang.“Se trata de una modificación relativamente sencilla de las baterías actuales”. O lo que es lo mismo: tras realizar pruebas de seguridad y largos ciclos, “realmente podría llegar a los consumidores”.
Breve información sobre el mecanismo de una batería.. Las baterías de iones de litio constan de un ánodo negativo y un cátodo positivo y tienen un separador poroso entre ambos. El conjunto está sumergido en un electrolito cuya función es permitir el movimiento de iones de litio entre los electrodos durante la carga y descarga.
Al descargarse, el ánodo libera electrones al circuito (suministra energía al dispositivo) e iones al electrolito, que se reencuentran en el cátodo. Durante la carga, una fuente externa (el cargador) invierte el proceso “bombeando” los iones de regreso al ánodo para almacenar la energía en la estructura química. El deterioro de su capacidad durante el uso se produce por la pérdida irreversible de litio durante reacciones químicas secundarias y por fatiga mecánica de los electrodos.
Detallado. Si profundizamos un poco más en la explicación anterior aparece la interfaz de electrolito sólido (SEI), una fina capa que se forma sobre el ánodo durante las primeras cargas. En las baterías estándar, esta capa es frágil y se rompe con el uso, agotando el litio y acortando la vida útil de la batería.
Mediante una simple reacción inspirada en la química orgánica, este aditivo hace que el electrolito sea más susceptible a aceptar electrones, asegurando una descomposición más controlada. En definitiva, contribuye a la formación de un SEI más robusto, elástico y uniforme, actuando como una especie de escudo protector que evita que el electrolito reaccione de forma parásita con los electrodos. Además, es una química flexible que se puede ajustar para que sea más o menos protectora, y la presencia del aditivo minimiza la aparición de grietas en el cátodo.
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Portada | John Cameron
