Las bater\u00edas convencionales de ion-litio para port\u00e1tiles y tel\u00e9fonos m\u00f3viles pierden r\u00e1pidamente su capacidad de almacenar energ\u00eda y se pueden inflamar en caso de sobrecarga o da\u00f1o. Ahora, seg\u00fan un art\u00edculo publicado esta semana en Technology Review, investigadores del Argonne National Laboratory, en Illinois, han desarrollado unos materiales para bater\u00edas compuestos que hacen que estas sena m\u00e1s seguras y aumentan su tiempo de vida, a la vez que incrementan un 30% su capacidad de almacenaje. <\/p>\n
El mes pasado los investigadores dieron un paso importante de cara a la comercializaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda, otorgando la licencia a Toda Kogyo, unos de los principales proveedores de materiales, con sede en Jap\u00f3n. Esta compa\u00f1\u00eda tiene la capacidad de fabricar anualmente materiales para unos 30 millones de bater\u00edas de port\u00e1tiles, se\u00f1ala Gary Henriksen, que dirige la investigaci\u00f3n de almacenamiento electroqu\u00edmico de Argonne. <\/p>\n
Los nuevos materiales son el ejemplo de una nueva generaci\u00f3n de qu\u00edmica de electrodos de ion-litio que resuelve las limitaciones de las bater\u00edas de ion-litio convencionales. Cada uno de ellos tiene sus pros y sus contras. Por ejemplo, un material llamado fosfato de hierro litio es m\u00e1s seguro y dura m\u00e1s que los materiales del laboratorio de Argonne, pero almacena menos energ\u00eda que las bater\u00edas de ion-litio convencionales. Los materiales de Argonne, en cambio, mejoran la seguridad y la fiabilidad de las bater\u00edas actuales y, adem\u00e1s, almacenan m\u00e1s energ\u00eda.<\/p>\n
Los investigadores de Argonne han mejorado el rendimiento de los electrodos positivos aumentando la estabilidad qu\u00edmica y estructural de los materiales ya utilizados en las bater\u00edas de los port\u00e1tiles. En las bater\u00edas de ion-litio convencionales, con electrodos de \u00f3xido de cobalto, un peque\u00f1o recalentamiento debido a la sobrecarga de los materiales o a cortes el\u00e9ctricos en el interior de la bater\u00eda, puede conducir a un aumento r\u00e1pido de las temperaturas en el interior de la c\u00e9lula y, en algunos casos, a la combusti\u00f3n. El motivo es que, a medida que el material se calienta, el \u00f3xido de cobalto libera ox\u00edgeno, que reacciona con el disolvente del electrolito de la bater\u00eda y genera m\u00e1s calor, alimentando la reacci\u00f3n. Los investigadores de Argonne resolvieron este problema reemplazando parte del \u00f3xido de cobalto por \u00f3xido de manganeso, que es qu\u00edmicamente m\u00e1s estable. <\/p>\n
El siguiente paso de los investigadores, fue sustituir algunos de los materiales de \u00f3xidos de metales activos de los electrodos por un material relacionado pero electroqu\u00edmicamente inactivo, formando un compuesto. Este material no almacena energ\u00eda, porque no libera ni acepta iones de litio cuando la bater\u00eda se carga y se descarga (las bater\u00edas de ion-litio originan una corriente el\u00e9ctrica cuando los iones de litio se desplazan entre los electrodos positivo y negativo). El material inactivo hace que el compuesto sea m\u00e1s estable que los materiales de los electrodos convencionales, lo que implica que dura m\u00e1s. Una versi\u00f3n del material admite 1.500 cargas y descargas sin apenas perder capacidad, se\u00f1ala Henriksen; m\u00e1s del doble que una bater\u00eda de port\u00e1til convencional. <\/p>\n