baterías, iones de litio
El desarrollo puede impulsar la adopción de vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos son infinitamente mejores para el medio ambiente que los que funcionan con gasolina, pero aún no se han adoptado ampliamente. Uno de los problemas que frenan este cambio es el hecho de que los vehículos eléctricos tardan mucho en cargarse.
Aumento de las velocidades de carga
Eso pronto podría cambiar. Un equipo de investigadores afiliados a múltiples instituciones en China ha logrado aumentar con éxito la velocidad de carga de una batería de iones de litio a una tasa de 5,6 minutos para una carga del 60 %, según un informe de TechXplore publicado el jueves.
Lograron esta hazaña impresionante agregando un recubrimiento de cobre y nanocables al ánodo de la batería para mejorar efectivamente el pedido.
Hoy en día, la mayoría de los ánodos consisten en grafito y se construyen en una suspensión no ordenada que no es un método práctico para pasar la corriente. Además, la forma en que se alinean los materiales en los ánodos crea un problema relacionado con el tamaño del espacio entre ellos. Para superar estos problemas a la hora de acelerar la carga, los investigadores se centraron específicamente en el ánodo. Esto es lo que hicieron.
Realización de cambios en un ánodo de grafito estándar
Primero ejecutaron modelos teóricos a nivel de partículas para optimizar las distribuciones espaciales de partículas de diferentes tamaños y la porosidad del electrodo. Luego tomaron lo que aprendieron de los modelos para realizar cambios en un ánodo de grafito estándar. Lo recubrieron con cobre y luego agregaron nanocables a la suspensión. Luego calentaron y enfriaron el ánodo, lo que comprimió la suspensión en un material más ordenado", afirmó TechXplore.
Una vez que actualizaron su ánodo, los investigadores lo colocaron en una batería de iones de litio estándar para medir la cantidad de tiempo que tardó en cargarse. Quedaron impresionados al descubrir que podían cargar la batería al 60 % en solo 5,6 minutos y al 80 % en solo 11,4 minutos. (Los investigadores evitaron probar cuánto tiempo llevaría cargar al 100 % porque hacerlo puede dañar las baterías).
Los investigadores no especificaron cuánto costaría una batería de este tipo y cuándo podría estar lista para la producción. Aún así, el desarrollo es emocionante para los vehículos eléctricos en todas partes.
Descrito como una "batería de iones de litio de carga extremadamente rápida", los científicos ven la tecnología como un trampolín prometedor hacia vehículos eléctricos más deseables, apuntando al " Objetivo de carga rápida " del Departamento de Energía de EE.UU. de 16 km de recorrido por minuto de carga.
Resumen:
Las baterías de iones de litio de carga extremadamente rápida son muy deseables para acortar el tiempo de recarga de los vehículos eléctricos, pero se ven obstaculizadas por la baja capacidad de velocidad de los ánodos de grafito. Aquí, presentamos un diseño de estructura de doble gradiente de tamaño de partícula y porosidad de electrodo no informado anteriormente en el ánodo de grafito para lograr una batería de iones de litio de carga extremadamente rápida en condiciones estrictas de electrodo. Desarrollamos una ruta de lechada libre de aglutinante de polímero para construir esta estructura de gradiente dual de tamaño de partícula y porosidad de tipo no informado anteriormente en el ánodo de grafito práctico que muestra la capacidad de carga extremadamente rápida con un 60% de recarga en 10 minutos. Sobre la base del ánodo de grafito de doble gradiente, demostramos una batería de iones de litio de carga extremadamente rápida que realiza una recarga del 60 % en 6 min y una alta densidad de energía volumétrica de 701 Wh por litro−1 a la alta tasa de carga de 6 C.
El estudio fue publicado en la revista Science Advances .
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