Breve descripción del nuevo estudio sobre baterías hidratadas de litio no explosivas

Investigadores de la Universidad de Maryland y el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. Han desarrollado la primera batería de iones de litio que usa agua y solución de sal como electrolito y tiene un voltaje de 4.0 voltios para electrodomésticos como computadoras portátiles, según medios extranjeros. Al mismo tiempo, no existe riesgo de incendio o explosión en algunas baterías de litio comerciales no acuosas. Sus hallazgos fueron publicados en la revista estadounidense "Joule" publicada el 6 de septiembre.

"En el pasado, si deseaba alta energía, tenía que elegir baterías de litio no acuosas, pero debía comprometer la seguridad", dijo Xukang, uno de los autores del artículo de investigación y experto en electroquímica y ciencia de materiales en el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. Si prestas más atención a la seguridad, debes aceptar el bajo consumo de energía y usar baterías de agua, como baterías de hidrógeno y níquel metálico. Ahora, hemos demostrado que podemos lograr alta energía y alta seguridad. "

El estudio se basa en un estudio publicado en la edición de 2015 de la revista estadounidense Science. El estudio desarrolló una batería de electrolito de agua de 3,0 voltios similar, pero no logró alcanzar un voltaje más alto debido al llamado "desafío del polo negativo". El desafío del polo negativo se refiere a una batería hecha de grafito o litio metálico que se descompone por un electrolito de agua. Para resolver este problema y lograr un rango de voltaje de 3 a 4 voltios, Yangchongyin, investigador asistente de la Universidad de Maryland y autor principal del artículo de investigación, diseñó un recubrimiento de electrolito de polímero de gel que puede aplicarse a grafito o litio positivo.

El revestimiento impermeable evita que las moléculas de agua se acerquen a la superficie del electrodo y puede descomponerse y formar una interfaz estable cuando se carga por primera vez: una capa delgada de descomposición que separa el electrodo positivo sólido del electrolito líquido. Con esta interfaz, la batería puede utilizar el material de cátodo ideal, al mismo tiempo que mejora la densidad de energía y la capacidad de reciclaje.

"La innovación clave aquí es crear el gel adecuado que evite que el agua toque lo positivo", dijo Wangchunsheng, profesor de química e ingeniería biomolecular en la Escuela de Ingeniería James Clark de la Universidad de Maryland, coautor del estudio. "

La nueva batería con recubrimiento de gel mejora la seguridad en comparación con las baterías de litio no acuosas estándar y mejora la densidad de energía en comparación con otras baterías de agua de litio. Lo único de esta batería es que incluso si la capa de interfaz está dañada (como daños en la capa exterior de la batería), su reacción con el electrodo positivo de litio o grafito de litio es muy lenta, lo que evita que el metal toque directamente el electrolito y provocando fuego o explosión.

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