(Yicai) 8 de octubre – Las baterías de litio de estado sólido, consideradas el “santo grial” de la tecnología de almacenamiento de energía de próxima generación, han enfrentado durante mucho tiempo un problema desafiante: mantener un contacto estrecho entre el electrolito sólido y el electrodo de metal de litio.
Científicos chinos han desarrollado una interfase autoadaptativa en las baterías de litio de estado sólido que mantiene un contacto íntimo entre el ánodo de metal de litio y el electrolito sólido sin presión externa, un avance que supera decisivamente un cuello de botella importante hacia la comercialización.
Los hallazgos se han publicado en la revista Nature Sustainability.
Los métodos tradicionales requieren una presión constante de equipos externos voluminosos, lo que hace que las baterías sean demasiado grandes y pesadas para su uso práctico.
Los investigadores del Instituto de Física de la Academia China de Ciencias (CAS), el Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo de la CAS y la Universidad de Ciencia y Tecnología Huazhong descubrieron que el contacto entre el electrodo de litio y el electrolito sólido de sulfuro en las baterías de litio de estado sólido no es ideal, con numerosos poros y grietas diminutas. Estos problemas no solo acortan la vida útil de la batería, sino que también pueden representar riesgos de seguridad.
Para abordar este desafío, el equipo de investigadores introdujo iones de yoduro en el electrolito sólido de sulfuro. Durante la operación de la batería, estos iones de yoduro se mueven a la interfaz del electrodo bajo el campo eléctrico, formando una interfaz rica en yodo.
La interfaz puede atraer activamente iones de litio, llenando automáticamente todos los espacios y poros como si se autoregenerara, manteniendo así un contacto estrecho entre el electrodo y el electrolito.
Las baterías prototipo preparadas basadas en esta tecnología han demostrado un rendimiento estable y excelente incluso después de cientos de ciclos de carga y descarga bajo condiciones de prueba estándar, superando con creces el nivel de baterías similares existentes.
La tecnología podría permitir baterías futuras con densidades de energía que superen los 500 Wh/kg, potencialmente duplicando la vida útil de las baterías de dispositivos electrónicos, dijo Huang Xuejie del Instituto de Física, uno de los autores correspondientes del artículo.
Este avance acelerará el desarrollo de baterías de litio de estado sólido de alta densidad de energía, que se espera que jueguen roles significativos en robots humanoides, aviación eléctrica, vehículos eléctricos y otros campos, proporcionando soluciones de energía más seguras y eficientes, según Huang. ----text end---
Este estudio resuelve fundamentalmente el problema clave del cuello de botella que había obstaculizado la comercialización de las baterías de estado sólido, lo que marca un paso decisivo hacia su aplicación práctica, señaló Wang Chunsheng, experto en baterías de estado sólido de la Universidad de Maryland.
Fuente:
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