Los investigadores han desarrollado un modelo de batería que aumenta la capacidad de almacenamiento y la vida útil de las baterías de iones de litio.
Las baterías de iones de litio han recorrido un largo camino desde su introducción, pero también tienen algunas desventajas bien conocidas, como una vida corta, sobrecalentamiento y desafíos en la cadena de suministro para ciertas materias primas. Se utilizan en todos los demás dispositivos útiles que ves a tu alrededor. Sin embargo, la corta vida útil de estas baterías también afecta la vida útil del dispositivo en particular, que no es significativa con el tiempo.
Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) han encontrado sus soluciones probando nuevos materiales en la construcción de baterías. Uno de esos materiales es el azufre. Extremadamente abundante y económico, el azufre puede almacenar más energía que las baterías tradicionales basadas en iones.
Este diseño de batería combina un electrodo positivo (cátodo) que contiene azufre con un electrodo negativo (ánodo) de metal de litio. Entre estos componentes se encuentra el electrolito, o la sustancia que permite el paso de iones entre los dos extremos de la batería.
La tecnología de batería actual consta de una capa protectora densa y pesada que reduce la capacidad de almacenamiento de la batería por unidad de peso de la batería. Para contrarrestar esto, los investigadores desarrollaron y probaron una capa intermedia porosa que contenía azufre. Las pruebas en el laboratorio mostraron una capacidad inicial aproximadamente tres veces mayor para las células Li-S con esta capa intermedia activa, a diferencia de las inactivas. Aún más impresionante es que las celdas con la capa intermedia activa mantuvieron una alta capacidad durante 700 ciclos de carga y descarga. Los investigadores realizaron experimentos en la línea de luz 17-BM de la fuente de fotones avanzada (APS) de Argonne, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, para estudiar más a fondo la capa redox activa.
Los datos recopilados cuando las células con esta capa se expusieron a rayos X permitieron al equipo determinar los beneficios de la capa intermedia. Los datos confirmaron que una capa intermedia redox activa puede reducir los ciclos, reducir las reacciones dañinas dentro de la batería y aumentar la capacidad de la batería para retener más carga y realizar más ciclos. Estos resultados indican que una capa intermedia activa redox podría tener un gran impacto en el desarrollo de baterías de Li-S. Los investigadores creen que esta tecnología podría adoptarse pronto en el uso diario.
