Mejora en el rendimiento de las baterías para la electrónica portátil

El mercado cada vez mayor de dispositivos electrónicos portátiles, como ordenadores portátiles, teléfonos móviles y reproductores de MP3 se ha traducido en una demanda incesante de baterías secundarias -más comúnmente conocidas como baterías recargables-, estando las baterías de iones de litio (Li-ion) entre las más populares.

Científicos e ingenieros en todo el mundo están buscando formas de mejorar la densidad de energía, la durabilidad y el rendimiento global de las baterías de iones de litio y, en un artículo reciente publicado en la revista APL Materials de AIP Publishing, unos investigadores japoneses de un equipo público-privado han informado de un avance en la tecnología de las baterías de iones de litio que ellos describen como un gran descubrimiento.

Estos investigadores fabricaron un cátodo (electrodo positivo) de óxido de cobalto-litio (LiCoO2) en el que los granos individuales del compuesto están alineados con una orientación específica. Los investigadores afirman que esto produce una batería con un rendimiento significativamente mayor que una con un cátodo de LiCoO2 orientado aleatoriamente.

Tanto las baterías primarias o no recargables como las secundarias producen corriente a través de una reacción electroquímica en la que participan un cátodo, un ánodo y un electrolito (un material conductor de iones). Sin embargo, al aplicar una corriente externa a una batería secundaria, el flujo de electrones de negativo a positivo que se produce durante la descarga se invierte. Esto permite que la batería recupere la carga perdida.

“En una batería de iones de litio, los iones se mueven desde el ánodo hacia el cátodo durante la descarga y realizan el camino inverso durante la carga”, dijo Tohru Suzuki, coautor del artículo publicado en APL Materials. “El material del cátodo está estructurado en capas para facilitar la intercalación [inserción] de los iones de litio; si la estructura está orientada de una manera específica, los iones de litio pueden acceder mejor a la red y, consecuentemente, el rendimiento de carga-descarga mejora”.

Utilizando un campo magnético giratorio, los investigadores fueron capaces de fabricar la microestructura texturizada ideal para los granos individuales de LiCoO2 que constituyen el cátodo: una alineación perpendicular del plano C (el lado vertical) y una orientación aleatoria del eje c. A diferencia de los cátodos en los que las microestructuras, tanto del plano C como del eje c están orientadas al azar, los granos especializados facilitan el acceso de los iones de litio, a la vez que reducen el estrés asociado con la intercalación.

Fuente: Science Daily

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