Una nueva estrategia para las baterías de iones de litio proporciona más energía y un ciclo de vida más largo

Las baterías de iones de litio alimentan de energía a diversos dispositivos, desde vehículos eléctricos a teléfonos inteligentes. Y la sociedad está demandando más baterías con mayor capacidad.

Para ayudar a satisfacer esta demanda, los investigadores y usuarios del EMSL han puesto sus energías en una idea nueva y brillante que, literalmente, proporciona a las baterías un poco de espacio para crecer. Las baterías de iones de litio generan electricidad transportando iones de litio a través de un electrolito. En una batería completamente cargada, los iones de litio se almacenan en un cátodo, como el óxido de cobalto y litio (LiCoO2). Cuando está en uso, los iones de litio se desplazan desde el cátodo hasta el ánodo a través de un electrolito. El ánodo suele ser de carbono. Mientras se recarga, los iones vuelven atrás, hacia el cátodo, en donde empezaron. Los investigadores partieron de la tecnología actual, fabricando un nuevo tipo de ánodo que consiste en nanopartículas de silicio individuales situadas en el interior de recipientes de carbono, similar a las yemas en el interior de los huevos. En este nuevo diseño, los iones de litio se desplazan desde el cátodo a través del electrolito, entran en los recipientes de carbono y acceden al silicio, que puede contener diez veces más iones de litio que el carbono por sí solo. Al dejar la cantidad justa de espacio, las nanopartículas de silicio litiado llenan el recipiente de carbono, sin que éste estalle. Como resultado, se obtiene un sistema de batería de iones de litio que, en comparación con las baterías comerciales, almacena siete veces más energía y se puede descargar y recargar hasta cinco veces el número de recargas que aceptaba hasta ahora antes de dejar de funcionar. Como algo fundamental para su buen funcionamiento, el nuevo sistema forma una corteza estable, una interfase del electrolito sólido, en el ánodo como consecuencia de la descomposición del electrolito. Por otra parte, el proceso de fabricación del equipo es asequible, eficiente y se puede ampliar fácilmente.

Más información: Nian L, H Wu, MT McDowell, Y Yao, C Wang, y Y Cui. 2012. “A Yolk-Shell Design for Stabilized and Scalable Li-Ion Battery Alloy Anodes.” Nano Letters 12(6):3315-3321. DOI: 10.1021/nl3014814

Fuente: http://phys.org/news/2012-06-lithium-ion-battery-strategy-energy.html