Los científicos encuentran una nueva forma de reactivar las baterías de litio recargables y prolongar su vida útil en un 30%

Fuente: cnBeta

Investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía de EE. UU. y la Universidad de Stanford acaban de presentar un método que puede restaurar en gran medida el rendimiento de las baterías de litio recargables. . Para los vehículos eléctricos y los dispositivos electrónicos de próxima generación, esto significa una mayor duración de la batería. Se informa que después de experimentar múltiples ciclos de carga y descarga, las baterías de litio formarán islas de litio menos activas entre los electrodos, reduciendo así el efecto de almacenamiento de energía de la batería.

(Imagen de: Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory)

La buena noticia es que los investigadores han descubierto que pueden hacer que la isla de litio "moribunda" viaje hasta ella como un gusano. un electrodo hasta que se logre la reconexión, invirtiendo así parcialmente el proceso de atenuación no deseada.

Según el estudio publicado en la revista Nature el 22 de diciembre de 2021, al introducir este paso adicional, el equipo pudo extender la vida útil de la batería de litio en casi un 30%.

Fang Liu, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la Universidad de Stanford, dijo: "Ahora estamos explorando la posibilidad de utilizar pasos de descarga extremadamente rápidos para recuperar la pérdida de capacidad de las baterías de iones de litio. "

Como se muestra en la imagen de arriba, pero cuando una isla desactivada de litio metálico se mueve al ánodo (o electrodo negativo) de la batería y se vuelve a conectar, puede volver a la vida y usarse para almacenar carga. y flujo de electrones. Proporcionar apoyo.

La siguiente animación muestra el principio de la configuración experimental, explicando cómo la isla de litio "moribunda" se retuerce hacia adelante y hacia atrás entre los polos Yin y Yang (rojo y azul) durante el ciclo de carga y descarga de la batería.

Teniendo en cuenta que actualmente las baterías de litio se utilizan ampliamente en teléfonos móviles, portátiles y vehículos eléctricos, un gran número de equipos de investigación están buscando posibles baterías de litio que sean más ligeras, más duraderas, más seguras y Solución de carga más rápida.

Una de las direcciones de desarrollo son las baterías de metal de litio, que pueden almacenar una mayor capacidad y cargarse de manera más eficiente con la misma unidad de volumen y peso. Si se populariza, la próxima generación de vehículos eléctricos podría pesar menos y ocupar menos espacio, o lograr una mayor autonomía con el mismo tamaño de batería.

Sin embargo, ya sean baterías de estado sólido o de iones de litio, todas utilizan iones de litio cargados positivamente para ir y venir entre los dos polos. Con el tiempo, parte del litio metálico se vuelve electroquímicamente inerte, formando islas de litio que ya no están conectadas a los electrodos, lo que provoca una pérdida de capacidad.

Para obtener detalles sobre esta investigación, consulte la revista "Nature" publicada oficialmente el 22 de diciembre de 2021.

El título original es "Progresión espacial dinámica del litio aislado durante el funcionamiento de la batería".