22 años de personalización de baterías
Jun 29, 2023 Pageview：78
El mundo de las energías renovables ha estado creciendo constantemente durante los últimos años, y las baterías de iones de litio desempeñan el papel más importante. Esto ha llevado al surgimiento de dispositivos que funcionan con baterías de alto rendimiento, como vehículos eléctricos e impresionantes dispositivos móviles.
Pero todos exigen almacenamiento de energía electromagnética mejorado y de bajo costo para satisfacer la demanda cada vez mayor. Con el fin de ofrecer a los consumidores los mejores resultados, se están utilizando sistemas de materiales novedosos con densidades de energía más altas para fabricar mejores baterías. El litio y el ácido de plomo son actualmente los jugadores más importantes.
El litio, el cobalto y el fósforo parecen tener un futuro más prometedor. Sin embargo, no son suficientes ya que todavía tienen algunos problemas que dificultan que los consumidores disfruten de sus aplicaciones.
Por lo tanto, los investigadores y los fabricantes se han mantenido en la búsqueda de nuevas químicas, diversificando las tecnologías de las baterías. Pero todavía hay tantos materiales que a veces es difícil saber cuál es el mejor.
La idea de baterías secundarias de iones de aluminio de estado sólido de alta valencia ha nacido como un concepto más prometedor. Aquí es donde a base de aluminio
El significado de la batería de electrodos negativos a base de aluminio
La batería de electrodo negativo a base de aluminio es una química de batería en la que se utiliza aluminio metálico como electrodo negativo. El uso de este material crea la ventaja de una mayor capacidad volumétrica, cuatro veces más que las baterías de litio normales. Aparte de eso, crea baterías más asequibles, considerando que el aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre.
Por lo tanto, las baterías de iones de aluminio podrían desempeñar la contribución más importante a la transición energética actual en todo el mundo. Los científicos aún tienen que establecer el potencial del material para el electrodo y los electrodos positivos, pero ya hay algunos avances. Y por eso solo tenemos en juego el electrodo negativo.
sobre el material
Durante muchos años, los investigadores han revisado y probado el aluminio como un excelente candidato a electrodo negativo para celdas secundarias basadas en litio. Aunque el concepto parece relativamente nuevo, se inició en 1970. Se han realizado muchas investigaciones a lo largo de los años, principalmente enfocándose en las transformaciones de fase entre la fase alfa (fcc, Al) y la fase Beta (cúbica, LiAl), lo que promete mayor capacidad energética a temperatura ambiente.
Inicialmente, los actores clave de la industria intentaron usar y comprender los electrodos negativos de Li-Al hasta que las baterías de iones de litio ganaron impulso cuando Sony las presentó. El grafito se utilizó como electrodo negativo desde principios de los 90. Los años siguientes vieron un gran cambio en la búsqueda del ánodo permitido perfecto que pudiera ofrecer la capacidad específica más alta. El silicio, el estaño y el germanio se han convertido en la consideración principal.
A pesar de los numerosos intentos, solo vemos un éxito limitado con los ánodos basados en Al. Esto se debe principalmente a los problemas de fuerte tensión mecánica, fragilidad y pulverización de electrodos en la delitiación. Sin embargo, esta química sigue siendo una de las mejores en la industria de las baterías y ofrece más uso que cualquier otra batería.
¿Por qué elegir una batería de ánodo a base de aluminio?
Al construir baterías, los fabricantes basan su trabajo en varios factores, incluida la capacidad y el rendimiento. Es por eso que prueban diferentes materiales para descubrir el que tiene más uso.
El estaño ha sido a menudo un candidato favorito como reemplazo de los electrodos de grafito negativo en las celdas de iones de litio. Esto se debe principalmente a que el estaño tiene mayores capacidades de masa y volumen que el grafito.
Sin embargo, no es solo el estaño el que tiene tales características. Al también tiene una reacción increíble con el litio para crear compuestos intermetálicos. Por lo tanto, se ha descubierto que tiene características importantes para convertirlo en un buen ánodo para reemplazar al litio.
He aquí por qué este podría ser el futuro de las baterías:
Mayor capacidad. Como ya sabrá, la capacidad es uno de los principales factores que los consumidores verifican cuando buscan una buena batería. Las baterías de ánodo de aluminio ofrecen una gran capacidad, lo que las hace ideales para el uso diario.
Gran actuación. La batería de estado sólido, recargable y basada en aluminio parece más prometedora para satisfacer las demandas futuras de baterías de gama alta. Se utiliza como electrodo negativo ya que puede intercambiar tres electrones durante la función electroquímica.
Altas capacidades volumétricas. Teóricamente, el aluminio tiene la mayor capacidad volumétrica, lo que lo hace convincente como electrodo negativo de una batería a base de aluminio.
Mejor densidad de energía. Nunca se puede hablar de las mejores baterías sin mencionar la densidad de energía. Estas baterías tienen una mayor densidad de energía, lo que las hace más eficientes y aplicables.
La abundancia de fuentes de aluminio lo convierte en una opción perfecta para fabricar baterías asequibles. Esta es la razón por la que todavía estamos por ver que los motores con tales características se vuelvan cada vez más populares.
Materiales de ánodo clave para baterías de ánodo a base de aluminio
Muchas personas usan baterías para hacer funcionar sus dispositivos sin entender cómo funcionan estos sistemas. Y, sin embargo, saber tales cosas puede ayudarlo a tomar decisiones de usuario más informadas. Para este caso, podemos ver el material de ánodo clave para las baterías de ánodo a base de aluminio.
Es posible que haya encontrado el término batería de iones de aluminio y se haya preguntado qué significa. Generalmente, todo está en el material que hace el ánodo.
Como se indicó anteriormente, el grafito y el estaño se han utilizado durante muchos años como los materiales más adecuados para el electrodo negativo de las baterías de litio. Pero este ya no es el caso, ya que el aluminio también se ha convertido en un importante contribuyente. En el interior, el material está definido por el flujo de iones Al3+ entre los electrodos. Por lo tanto, el material principal del ánodo es el aluminio.
Aplicación de baterías de ánodo a base de aluminio
Las baterías de ánodo de aluminio son generalmente soluciones livianas, no ferrosas, dúctiles y fuertes para diferentes aplicaciones. Sin embargo, esto no significa que las baterías se puedan usar en cualquier lugar. Hay ciertas aplicaciones que requieren más energía, donde sus baterías se pueden usar de manera eficiente, pero otras pueden no ofrecer las mismas posibilidades.
Se utilizan como pilas de combustible especiales. En este caso, las baterías de ánodo de aluminio son bastante efectivas y con potencial comercial en:
Militar
Civil
Sistemas de energía submarina
Fuentes de energía de respaldo para sistemas de telecomunicaciones
Fuentes de alimentación portátiles.
Las baterías cuentan con alta energía específica, larga vida útil, material no tóxico y gran adaptabilidad. Eso significa que pueden usarse en condiciones que son más exigentes para cualquier batería. Su rendimiento es actualmente de primera categoría.
Sin embargo, las baterías de ánodo de aluminio aún no son muy populares. Las baterías regulares de iones de litio y LiPo todavía están a la cabeza. Aun así, hay muchas áreas donde se han adoptado las baterías de Al.
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