El material del ánodo de la batería de litio autorregenerable se utiliza para la batería de litio de alta densidad de energía

Como parte del desarrollo continuo de la tecnología de baterías, se están llevando a cabo una gran cantidad de estudios de ánodos en todo el mundo. Una de las ideas fue reemplazar el grafito de uso común con metal de litio anódico, lo que puede deberse a un aumento significativo en algunas de las investigaciones en el Instituto Politécnico Rensselaer de Nueva York.

La competencia por una densidad de energía mucho mejor ha durado más de una década y parece ser cada vez más fuerte. La densidad de la batería ha mejorado y el precio ha bajado, pero hay mucho margen de mejora. Estos avances se deben principalmente al uso de diferentes productos químicos, pero a veces solo para mejorar los productos químicos conocidos, incluidos algunos productos químicos conocidos, que proporcionan una alta densidad de energía (ideal en vehículos eléctricos porque significa el mismo peso) Más kilometraje, o el mismo kilometraje está en un peso menor).

Uno de los mayores desafíos de ciertas químicas de la batería es el deterioro y la pérdida de la capacidad de almacenamiento de energía debido a la acumulación de dendrita, lo que evita que los investigadores obtengan suficiente vida útil de la batería para ganar competitividad comercial. Una posible nueva solución es usar calor para autocurar la batería de metal de litio, lo que elimina la peligrosa acumulación de dendrita en el ánodo. La acumulación de dendritas en el electrodo de metal de litio reduce la eficiencia y, en última instancia, hace que la batería se "desgaste", utilizando términos no técnicos. A medida que la batería se carga y descarga, se forma una estructura de árbol. Cuanto más rápido se acumulan las dendritas, menor es la capacidad de almacenamiento de energía de la batería aceptable para el consumidor. Considérelo una placa en los dientes: cuanto más tiempo lo deje, más probabilidades habrá de que se formen caries y se acorte la "vida útil" de los dientes.

Según un artículo de la Green Car Conference, la nueva solución de calefacción hace que las dendritas de litio se fusionen y formen una superficie uniforme (lisa). Esto también elimina el riesgo de cortocircuitos eléctricos en la batería y el paquete de baterías. Más aquí:

Aunque los electrodos de metal de litio (Li) tienen densidades de energía extremadamente altas, aún no se han implementado en baterías recargables comerciales porque el enchapado y pelado electroquímicos siempre conducen al crecimiento de dendrita, lo que reduce la eficiencia del culombio y, en última instancia, conduce a cortocircuitos de la batería. Se han propuesto muchos métodos para eliminar la formación de dendrita.

Ahora, un equipo del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) básicamente ha adoptado el enfoque opuesto. Los investigadores aumentaron la densidad de corriente (tasa de carga-descarga) de la celda, lo que provocó un autocalentamiento generalizado de las dendritas resultantes, lo que provocó la difusión superficial del litio, en otras palabras, la difusión de las dendritas en una capa uniforme. Sus artículos de trabajo se publican en la revista Science.

Lu Li, uno de los investigadores originales, explicó: "La gente generalmente cree que los problemas de dendrita aumentarán a altas densidades de corriente. Aquí, informamos un mecanismo evolutivo similar a un árbol, que a su vez es correcto. En nuestro experimento en el medio, encontró que cuando la densidad de corriente de decapado y decapado aumenta a más de 9 MA por centímetro cuadrado, las dendritas tendrán una gran cantidad de autocalentamiento, lo que conduce a una extensa migración superficial de Li. Esta difusión superficial cura las dendritas y suaviza el metal de litio Demostramos que dosis repetidas de tratamientos curativos de alta densidad de corriente pueden proporcionar una alta eficiencia de culombio para el ciclo seguro de las baterías de litio-azufre ".

Técnicamente, mediante el uso del calentamiento por resistencia interna de la batería (también conocido como calentamiento por Joule), que es el resultado de que el material metálico resiste el flujo de corriente y puede suavizar los granos dendríticos, como lo demuestra la prueba de concepto que utiliza una batería de litio.

Estamos acostumbrados al avance de las baterías durante muchos años. El frenético ritmo de desarrollo ha hecho que la industria petrolera se sienta avergonzada y ha proporcionado miles de millones de dólares en fondos cada año, lo que es una fuente de combustible difícil de alcanzar.

En la última década, las baterías de litio han asumido la carga dinámica del motor principal y sus exóticos químicos continúan implicando un mayor rendimiento y longevidad. El ánodo de metal de litio autorregenerable parece ser otro avance positivo.

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