22 años de personalización de baterías
APR 03, 2020 Pageview：666
La producción de baterías de iones de litio se introdujo en el mercado a principios de la década de 1990. La tecnología ha estado produciendo baterías recargables que se utilizan en dispositivos electrónicos portátiles como reproductores de MP3, computadoras portátiles, cámaras digitales y teléfonos, entre otros. Se espera que en el futuro, estas baterías se utilicen para alimentar vehículos eléctricos e híbridos. Sin embargo, existe la necesidad de una mejora masiva en la potencia, energía y ciclo de vida de las baterías de iones de litio; por lo tanto, el cambio de los electrodos tradicionales de tamaño micro a otros nuevos hechos de nanomaterial.
La nanotecnología se utiliza en la fabricación de baterías recargables para su uso en electrónica de consumo y otras aplicaciones. La nueva tecnología ha mejorado el tiempo de recarga de una batería y la energía disponible. La industria está brindando estos beneficios al recubrir las superficies de los electrodos con nanopartículas, ampliando así el área de la superficie del electrodo y permitiendo que pase más corriente de un electrodo a otro y al electrodo.
El uso de baterías de iones de litio con nanofosfato ha ganado impulso debido a la creciente demanda de dispositivos electrónicos y automóviles que pueden retener la carga durante un período prolongado.
¿Qué es la batería de iones de litio de nanofosfato?
Las baterías tienen electrodos hechos de fosfatos. La nanotecnología se desarrolló para reemplazar estos electrodos hechos de fosfatos de convección a nanofosfato debido a sus cualidades superiores. Por ejemplo, estos nuevos fosfatos tienen una mejor conductividad y una tasa de descarga uniforme en comparación con el fosfato ordinario.
El electrodo del cátodo está recubierto con nanopartículas, que van desde un décimo de micrón hasta varios micrones de diámetro. Estas partículas elevan el área de la superficie del electrodo, ya que forman grupos y se esparcen junto con él.
Además, las partículas pueden evitar la toxicidad de las nanotecnologías conveccionales y adherirse a los Estándares de Protección Ambiental. Por otro lado, el uso de nanofosfato en baterías tiene una limitación. Las baterías ordinarias de iones de litio utilizan el proceso de intercalación que altera la cantidad de iones de litio en el electrodo de la batería.
Más aún, el nanofosfato tiene un área de superficie más grande que hace que los iones reaccionen a un ritmo más rápido con los electrodos, y esto conduce a poderes más altos. La nanotecnología aumenta la eficiencia de productos como los vehículos híbridos y reduce el peso de las baterías que se requiere para proporcionar la energía adecuada.
Además, el uso de nanomateriales aumenta la vida útil de la batería. Por lo tanto, las baterías nano-habilitadas no solo se aplicarán en la electrónica de consumo, sino que se utilizarán en el ejército para soportar una soldadura moderna que requiere artilugios electrónicos, todos alimentados por baterías. Estos dispositivos incluyen linternas, gafas de visión nocturna, computadoras portátiles, GPS y radios.
Por lo tanto, la nueva tecnología eliminará la necesidad de llevar un peso adicional, ya que las baterías de iones de litio de nanofosfato son livianas y no se necesitan baterías adicionales, ya que duran más entre cargas y tienen una vida útil más larga.
Las investigaciones futuras sobre no tecnología se centrarán en la reducción de costes de los nanomateriales para permitir una aplicación comercial a gran escala.
¿Cómo funciona la batería de iones de litio de nanofosfato?
La nanotecnología se utiliza actualmente para mejorar las baterías de iones de litio. Estas baterías recargables han ganado popularidad en dispositivos electrónicos como teléfonos celulares, computadoras portátiles, herramientas eléctricas y automóviles. Las baterías de iones de litio mueven electrones de un lado o electrodos al otro, lo que genera energía para alimentar sus dispositivos.
Un lado es el cátodo, que está hecho de un óxido metálico como el óxido de cobalto y el ánodo que está hecho de carbono. Entre los electrodos hay un electrolito y las baterías de iones de litio tienen una solución salina de iones de litio. Aunque las baterías de iones de litio pueden producir más energía eléctrica que otras, estas celdas tardan más en cargarse.
Se está implementando nanotecnología para mejorar la eficiencia de las baterías y reducir el tiempo de carga. Por lo tanto, muchos investigadores y empresas están utilizando esta tecnología para producir mejores materiales de batería. Los nanomateriales se utilizan para fabricar los electrodos, mejorando así su área superficial, aumentando así las regiones en contacto con los iones de litio. Más aún, la batería pasa por varias cargas, que son dos o tres veces más altas que una batería de iones de litio convencional. Estos cambios no afectan el rendimiento de la batería.
Las baterías de nanofosfato tienen una vida más larga, son más livianas y tardan menos en cargarse. Por lo tanto, el proceso de nanotecnología mejora la eficiencia y la velocidad de recarga de las baterías. Por lo tanto, los cambios están haciendo que los dispositivos electrónicos, como las computadoras portátiles, sean más livianos y duren más entre cargas.
¿Se convertirá la nanotecnología en la tendencia de las baterías de iones de litio?
Se espera que el mercado global de baterías habilitadas por nanotecnología aumente en un 17% entre 2018 y 2022. La tecnología de baterías de iones de litio existe desde hace más de 20 años. Se espera que la introducción de la nanotecnología mejore las baterías, logrando así una combinación de confiabilidad, energía, seguridad y costo. La batería de iones de litio tiene un material de ánodo que provoca una explosión de las celdas debido a la alta reacción. Por lo tanto, la nanoestructura del silicio y el estaño son los nuevos materiales del ánodo.
Se están utilizando varias estrategias para lograr un ciclo de vida estable y una alta capacidad de los electrodos. Incluyen la fabricación de nano revestimientos o nanocompuestos con componentes inertes o carbono, empleando nanoestructuras huecas o reduciendo el tamaño de la partícula a nano-rango.
Aunque se supone que la nanotecnología mejora la eficiencia, los enfoques anteriores afectan la densidad de energía general de los materiales del ánodo debido a un mayor porcentaje en peso como resultado de componentes inertes adicionales o carbono, las estructuras huecas están contribuyendo a grandes vacíos mientras que los materiales nanométricos están creando bajos densidad de empaquetamiento.
Otros desafíos que están afectando a la nanotecnología son que los procesos sintéticos consumen energía, contribuyendo así al alto costo de fabricación. El procedimiento de fabricación está provocando la formación de aglomerados mientras que los nanomateriales utilizados en los electrodos tienen grandes superficies; por lo tanto, las reacciones desagradables de los electrodos y el electrolito.
La industria está contrarrestando estos efectos secundarios produciendo aglomerados de nanopartículas bien diseñados, resolviendo así los problemas técnicos de la producción de ánodos nano-habilitados. De manera similar, existen estrategias para diseñar materiales de cátodos eficientes de tamaño nanométrico.
Las baterías nano-habilitadas han penetrado en el mercado de la electrónica de consumo y los fabricantes se están preocupando por las aplicaciones de almacenamiento en la red. Además, con el uso de la nanotecnología, la industria está produciendo baterías de iones de litio con aplicaciones nuevas y diversas.
Por lo tanto, la industria ha dirigido sus esfuerzos de investigación al desarrollo de electrolitos seguros y electrodos avanzados mediante el uso de nanotecnología y nanomateriales con regularidad.
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