Ingenieros de la Universidad de California en San Diego colaboraron con investigadores de LG Energy Solution para crear una batería totalmente sólida de alto rendimiento con un ánodo de silicio puro. Esta nueva tecnología de batería podría hacer que los autos eléctricos del futuro sean más baratos porque utiliza un ánodo totalmente de silicio, que ofrece una alta densidad de energía, una vida útil más larga y capacidades de carga rápida.
La nueva tecnología de baterías se describe en el estudio titulado «Ánodos de silicio de alta carga libres de carbono habilitados por electrolitos sólidos de sulfuroPublicado en el último número de la revista Ciencias.
(Foto: Pixabay)
Los ingenieros desarrollan tecnología de baterías de estado sólido que podría abaratar los futuros coches eléctricos
El uso de ánodos de silicio para reemplazar el grafito.
Una batería de silicio de estado sólido utiliza un electrolito de estado sólido y un ánodo hecho completamente de silicio. de acuerdo a Títulos de AndroidLas rondas iniciales de pruebas sobre la nueva tecnología de batería demostraron que era segura, duradera y proporcionaba una alta densidad de energía.
Los ánodos de grafito se utilizan en la fabricación de baterías, pero hoy en día se prefieren los ánodos de silicio para las baterías de iones de litio porque tienen una densidad diez veces mayor. Sin embargo, se degradan rápidamente con electrolitos líquidos, por lo que no todos los ánodos de silicio se utilizan en baterías comerciales de iones de litio.
Pero la nueva tecnología promete un camino hacia el uso de todos los ánodos de silicio usando electrolitos sólidos en lugar de electrolitos líquidos. El autor principal del estudio, Darren HS Tan, dijo que esta nueva tecnología de batería abre una nueva área para las baterías de estado sólido que utilizan ánodos de silicio.
Las baterías de estado sólido de próxima generación utilizan ánodos de litio metálicos que requieren 140 ° F (60 ° C) durante la carga, pero esto significa que no son prácticos en climas más fríos. Por otro lado, los ánodos de silicio superan esta limitación manteniendo una alta densidad de energía y permitiendo una carga más rápida a temperatura ambiente.
Crea una batería de estado sólido
Centro de noticias de UCSD Informó que el equipo eliminó el carbono y los aglutinantes de los ánodos de silicio y utilizó micro-silicio que es menos costoso y menos procesado que las nanopartículas de silicio. Además, utilizaron electrolitos sólidos a base de sulfuro en lugar de electrolitos líquidos.
Esto ayudó a los investigadores a evitar una serie de desafíos cuando los ánodos se empaparon en electrolitos orgánicos líquidos mientras las baterías estaban funcionando. Además, reduzca drásticamente el contacto interfacial y los efectos secundarios con el electrolito sólido para evitar la pérdida de capacitancia que ocurre normalmente en los electrolitos líquidos.
Esto demostró que las baterías que utilizan todos los ánodos de silicio contienen electrolitos sólidos muy estables que pueden mantener una capacidad del 80% incluso después de 500 ciclos de carga y descarga a temperatura ambiente.
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La nueva tecnología de baterías podría revolucionar los vehículos eléctricos
«El enfoque de silicio de estado sólido supera muchas limitaciones en las baterías convencionales. Nos ofrece oportunidades interesantes para satisfacer las demandas del mercado de mayor potencia volumétrica, menores costos y baterías más seguras, especialmente para el almacenamiento de energía en la red», dijo Tan en el comunicado de prensa.
Tan, director ejecutivo y cofundador de UNIGRID Battery, ha obtenido la licencia de la nueva tecnología de baterías. El equipo encontró una excelente oportunidad para utilizar esta Electrolitos sólidos a base de sulfuro Para crear un ánodo altamente estable para su uso en baterías comerciales.
Los investigadores dijeron que una batería totalmente de estado sólido podría revolucionar la producción de automóviles eléctricos y abaratarlos. Myung-Hwan Kim, director de compras de LG Energy Solution, dijo que continuarán ampliando esta investigación con el equipo de UCSD para avanzar en la última tecnología para impulsar la búsqueda de celdas de batería de próxima generación.
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