Las baterías de iones de litio podrían durar más tiempo
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Quizás sea posible prolongar la vida útil de las baterías de iones de litio utilizando productos químicos estándar y de bajo costo.
Las baterías de iones de litio constan de un ánodo negativo y un cátodo positivo con un separador poroso entre ambos. Está sumergido en un electrolito que permite que los iones de litio se desplacen entre los electrodos durante la carga y la descarga.
En el electrodo negativo, el electrolito se descompone para formar una fina capa protectora que mantiene estable la batería y prolonga su vida útil.
Chunsheng Wang, de la Universidad de Maryland, dice que crear una capa protectora similar en el cátodo siempre se ha considerado mucho más difícil porque las condiciones eléctricas allí son diferentes, lo que crea un entorno más reactivo y hace que los electrolitos convencionales se descompongan antes de que se pueda formar un recubrimiento estable.
Wang y sus colegas superaron este obstáculo utilizando una reacción simple tomada de la química orgánica, que hace que el electrolito esté más “dispuesto” a aceptar electrones y dirige su descomposición hacia un proceso controlado que construye una capa protectora estable en el cátodo.
“Al guiar cómo se descompone el electrolito a nivel molecular, pudimos controlar con precisión la capa protectora que se forma en el cátodo”, dice Xiyue Zhang, investigador asociado postdoctoral en el grupo de Wang.
La química también es flexible. La capa de cátodo-electrolito resultante se puede ajustar para que sea más protectora, protegiendo fuertemente el cátodo, o menos protectora, ofreciendo una protección más débil pero permitiendo reacciones electroquímicas más rápidas y proporcionando energía adicional. Esto significa que las baterías se pueden optimizar para brindar la máxima potencia y energía o una vida útil y estabilidad más largas.
“Si se puede asegurar la formación de la [cathode-electrolyte layer]esto será un paso adelante para garantizar ciclos más largos de la batería”, dice Michel Armand de CIC energiGUNE, un centro de investigación sobre almacenamiento de energía en España. Dado que Wang y sus colegas utilizaron procedimientos químicos bien establecidos para modificar el diseño de la batería, dichas baterías deberían ser seguras y fáciles de fabricar, dice Armand.
Actualmente no está claro exactamente en qué medida el nuevo enfoque podría aumentar la longevidad de las baterías de iones de litio, pero esto debería quedar más claro más adelante en el desarrollo de la tecnología.
“Se trata de una modificación relativamente sencilla de las baterías existentes”, afirma Wang. “Después de las pruebas de seguridad y de ciclo largo, este enfoque [could] llegar de manera realista a los consumidores”.
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