Batería de litio-aire: promesa, desafíos y mecanismo

Las baterías de litio-aire son baterías que pueden producir suficiente energía que es mucho mejor que las fuentes de energía renovables. Estas baterías están creadas para proteger el medio ambiente ya que no liberan aire tóxico. Este tipo de baterías prometen la existencia de densidades y almacenamiento de energía muy elevados.

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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Algunos de los desafíos que implican reducir la batería de litio-aire dificultan la expansión de las baterías en el mercado. El mecanismo de una batería de litio-aire es simple y genera su energía a partir del oxígeno del aire. El aire es responsable de encender las reacciones químicas, que luego genera electricidad.

Promesa y desafíos de la batería de litio-aire

La mayor promesa de la batería de litio-aire es su capacidad para proteger el medio ambiente. Esto se hace usando oxígeno en el aire, impulsando una reacción química que produce electricidad para la mayoría de los vehículos eléctricos. Además, el almacenamiento de electricidad es muy prometedor, lo que permite que la batería se recargue.

La batería de litio-aire es muy eficaz, pero aún quedan pocos desafíos por resolver. La inestabilidad de los materiales es uno de los mayores contratiempos. Muchas investigaciones han concluido que la batería de litio no acuosa es la que tiene más posibilidades de almacenar suficiente energía para los vehículos eléctricos. Materiales como el cátodo de aire son fundamentales para la batería, pero ha demostrado ser ineficaz, por lo que se están buscando más materiales para estabilizar la batería. Por el momento, el cátodo de aire tiene un rendimiento de muy bajo nivel.

Reversibilidad incompleta. La irreversibilidad se debe principalmente a la reacción entre el electrolito, el litio y otros gases disueltos como el óxido de carbono (IV). Para que la batería de litio-aire esté disponible en gran parte en el mercado mundial, debe corregirse la reversibilidad incompleta. Este problema puede solucionarse si se pueden utilizar nuevos materiales electrolíticos que sean solubles. En el caso de las baterías no acuosas, los electrodos de aire también deben cambiarse para obtener mejores resultados.

Utilización incompleta de los poros del cátodo. Las baterías de litio-aire se fabrican en tres formas diferentes. Una de las formas son las baterías no acuosas que descargan partículas insolubles y responsables del bloqueo de los poros. Cuando se bloquean los poros del cátodo, se pueden producir muy pocas reacciones y, por lo tanto, se altera el rendimiento de la batería.

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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Compañías de baterías de litio-aire

Las tres principales empresas que controlan las baterías de litio-aire son; Mullen Technologies, Inc., Tesla, Inc. y Poly plus Battery Co. Poly plus Battery Company es una de las tres empresas que se ocupan de la fabricación y el desarrollo de una batería recargable de litio-aire. Según la compañía, las baterías de litio-aire que desarrollan pueden almacenar alrededor de un 700% más de energía que las anteriores baterías tradicionales de iones de litio. Además, la batería de litio-aire utiliza el aire para producir energía y electricidad.

Polyplus es una empresa que existe desde 1991 y siempre se ha ocupado de la invención de las siguientes mejores baterías. Una de las baterías que se sabe que la compañía inventó es el electrodo de litio protegido estable al agua. Las baterías de litio-aire son uno de los proyectos en los que la compañía ha estado trabajando para permitir que los vehículos eléctricos se muevan más rápido y a un precio asequible.

Mullen Technologies es una de las mejores empresas de fabricación de vehículos eléctricos y producción de baterías. La compañía está construyendo infraestructuras que ayudarán a la fabricación de vehículos eléctricos en masa. Una de las principales obras de la empresa es conseguir materiales para fabricar muchos vehículos eléctricos, y la batería de litio-aire es uno de los materiales que buscaban utilizar.

Tesla es uno de los otros fabricantes de vehículos eléctricos, y para eso, se están enfocando en el uso de baterías de litio-aire. La empresa quiere producir los coches eléctricos más rápidos que sean rentables y asequibles al mismo tiempo. Tesla Company ha hecho esfuerzos para crear baterías que sostengan los vehículos eléctricos. Las tres empresas son competidoras ya que todas quieren fabricar coches eléctricos que sean rápidos y asequibles.

Mecanismo de batería de litio-aire

La batería de litio-aire, en comparación con la batería de iones de litio, es más ligera. La batería funciona utilizando el oxígeno del aire para reaccionar con los iones de litio en el ánodo. Cuando las moléculas de oxígeno reaccionan con los iones de litio, se genera peróxido de litio. Una vez que ha tenido lugar la reacción, se produce energía eléctrica, y eso es suficiente para encender un automóvil.

El peróxido de litio formado, sin embargo, no es un buen electrolito ya que cubre el electrodo evitando la transferencia de electrones. Sin la transferencia de electrones, la reacción está muerta y no se produce energía. El remedio a este problema es asegurarse siempre de que se agregue yoduro de litio al electrolito y poca cantidad de agua. La combinación de lo anterior asegura que el electrodo esté libre para conducir electrones.

El hidróxido de litio se forma cuando se agrega agua y yoduro de litio. El hidróxido está en forma de cristales y se concentra en los poros del electrodo de carbono. Lo mejor es que la concentración de los cristales no interfiere con el suministro de voltaje en la batería. Es fundamental señalar que el yoduro de litio actúa como mero facilitador acompañado de agua.

Conclusión

Se han realizado muchas investigaciones sobre las baterías de litio-aire, y muchos investigadores están seguros de que con la combinación de los materiales adecuados los coches eléctricos pueden utilizar la batería. Esto también muestra que existe una promesa del mercado comercial de automóviles eléctricos cuando las baterías de litio-aire son 100% efectivas. Las tres principales empresas de fabricación de automóviles eléctricos han demostrado que con pocas modificaciones en la batería, los vehículos podrán operar más rápido y podrán adquirirse a un precio asequible.

La batería de litio-aire es respetuosa con el medio ambiente y reducirá la necesidad de recursos de combustible dañinos. Los pocos desafíos mencionados hacen que los investigadores busquen formas de corregirlos y hacer que la batería de litio-aire sea 100% efectiva y confiable. La demanda de vehículos eléctricos que no dañen el medio ambiente va en aumento, y muchas empresas como; Tesla, Mullen Technologies y Poly plus Battery Company están trabajando en la mejor batería de litio-aire.