Los científicos estadounidenses han descubierto la verdad sobre la vida útil más corta de las baterías de litio

En un artículo publicado en el último número de la revista progreso científico, los científicos estadounidenses dicen que la concentración de iones de litio en las baterías de iones de litio está sujeta a fluctuaciones, lo que explica la vida útil más corta de las baterías de iones de litio y se espera que ayude a desarrollar baterías que cargue más rápido y permanezca en espera por más tiempo.

Un equipo de investigadores dirigido por el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía descubrió recientemente que cuando las baterías generan electricidad, si los electrodos de la batería están hechos de nanopartículas, la concentración de iones de litio en partes de las nanopartículas aumentará primero y luego disminuirá. En lugar de la concentración que se pensaba que seguiría aumentando.

La celosía es una estructura en la que las partículas del interior del cristal están dispuestas en una determinada geometría. El principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio es que los iones de litio se mueven entre redes polares positivas y negativas. Cuando se cargan, los iones de litio fluyen de los polos positivos a los negativos y la descarga es lo opuesto.

"De manera similar a la absorción de agua por esponja, vemos una concentración total cada vez mayor de iones de litio en nanopartículas", dijo Wangfengshuo, científico del Departamento de Tecnología de Energía Sostenible del Laboratorio Nacional de Brookhaven, quien dirigió el estudio. "Pero a diferencia del agua, los iones de litio fluyen selectivamente fuera de ciertas áreas. Esto da como resultado concentraciones inconsistentes de iones de litio entre las redes".

Los investigadores señalaron que antes de que los iones de litio entren en la red, la estructura de la red es muy uniforme. Una vez que entran los iones de litio, estiran la red. Cuando los iones de litio fluyen, la red se contrae nuevamente. El movimiento desigual de los iones de litio puede causar daños persistentes porque deforma la estructura de los componentes activos de la batería y puede causar fallas por fatiga de la batería.

Los investigadores especulan que este fenómeno también puede ocurrir en otros productos químicos de batería de alto rendimiento. Los resultados de este estudio pueden ayudar a desarrollar baterías con un tiempo de carga más corto y un tiempo de espera más prolongado.

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