news
aguanta la respiración para tener una mejor batería
2021-07-20

aguanta la respiración para tener una mejor batería

Una investigación reciente ha revelado un papel previamente subestimado del oxígeno en la limitación del rendimiento de las baterías de iones de litio.una investigación recientemente publicada tanto de Japón como de Estados Unidos ha buscado profundizar en las reacciones químicas en el corazón del almacenamiento de iones de litio; y caracterizar mejor los efectos acumulativos que las minúsculas cantidades de oxígeno liberadas durante estas reacciones pueden tener sobre el rendimiento y la seguridad de la batería.

aunque las baterías de iones de litio ya están alimentando varios dispositivos en los que confiamos todos los días, y su presencia en vehículos y redes eléctricas es incrementando rapidamente , la tecnología todavía tiene algunas deficiencias en lo que respecta al rendimiento y la longevidad.

gran parte de la investigación que se está llevando a cabo para mejorar las tecnologías de baterías actuales se centra en trabajando con nuevos materiales , manteniendo también en la cadena de suministro y las preocupaciones ambientales relacionadas con varios materiales comúnmente investigados.pero sea cual sea el material que se utilice, las nuevas técnicas sofisticadas que permitan a los científicos observar los mecanismos en funcionamiento dentro de la batería con minuciosos detalles serán esenciales para comprender dónde están ocurriendo los problemas que frenan el rendimiento y cómo solucionarlos.

dos estudios separados publicados el mes pasado han utilizado tales técnicas para examinar el papel del oxígeno en el rendimiento de las baterías de iones de litio.ya se sabía que a medida que la batería se carga y descarga, se liberan pequeñas cantidades de oxígeno.pero la pequeña escala de este proceso hace que sea difícil de observar, y los efectos más amplios de la pérdida de oxígeno no se comprenden bien."La cantidad total de fuga de oxígeno, más de 500 ciclos de carga y descarga de la batería, es del 6%", explicó Peter Csernica, científico de Universidad Stanford que trabajó en uno de los estudios.â € ”No es un número tan pequeà ± o, pero si intenta medir la cantidad de oxÃgeno que sale durante cada ciclo, es alrededor de una centésima parte de un por ciento.â €

en el estudio dirigido por Universidad Stanford , el grupo cortó electrodos de batería abiertos después de ciclar y escaneó muestras usando un microscopio de rayos X; y combinó esto con imágenes computacionales para observar la estructura a nanoescala.también dispararon rayos X a través de electrodos completos, para confirmar que sus observaciones a nanoescala podrían aplicarse al componente completo.Los resultados de este análisis se han publicado en energía de la naturaleza. El grupo descubrió que el oxígeno se libera inicialmente en un "estallido" desde la superficie, y luego un "goteo" más lento desde el interior del cátodo.

y encontraron que la liberación de oxígeno altera fundamentalmente la estructura del cátodo: “cuando el oxígeno sale, los átomos de manganeso, níquel y cobalto circundantes migran.todos los átomos están bailando fuera de sus posiciones ideales.esta reordenación de los iones metálicos, junto con los cambios químicos causados ​​por la falta de oxígeno, degrada el voltaje y la eficiencia de la batería con el tiempo ”, explicó el profesor asociado de Stanford, William Chueh.“La gente conoce aspectos de este fenómeno desde hace mucho tiempo, pero el mecanismo no estaba claro.â €

en un estudio separado, publicado en materiales energéticos avanzados, cientÃficos dirigidos por japonà © s universidad de tohoku encontró que, en un cátodo basado en cantidades iguales de níquel, cobalto y manganeso, la liberación de oxígeno facilita varias reacciones no deseadas que deterioran la estructura de la batería, y que la presencia de níquel altamente valente en el cátodo conduce a niveles más altos de liberación de oxígeno, y que el proceso en general reduce la capacidad de la batería para mantener una carga equilibrada (la valencia es una medida de la capacidad de un elemento para combinarse con otros átomos).

"Nuestros hallazgos contribuirán al desarrollo de baterías de próxima generación de alta densidad de energía y robustas compuestas de óxidos de metales de transición", dijo. universidad de tohoku investigador takashi nakamura.

Al resaltar el papel que juega el oxígeno en la degradación de la batería y confirmar que puede ser una pieza del rompecabezas más importante de lo que se pensaba anteriormente, ambos estudios prometen sentar las bases para un trabajo futuro que tenga en cuenta, o incluso se centre en, la limitación la pérdida de oxígeno durante el ciclismo y los efectos dañinos que esto tiene en la batería.


â € »artÃculo reproducido de la red, en caso de infracción, póngase en contacto para eliminarlo


Registrarse Para el boletín

Regístrese para nuestra promoción mensual y obtenga las últimas novedades sobre productos

enviar un mensaje
enviar un mensaje
Si usted está interesado en nuestros productos y desea conocer más detalles, por favor deje un mensaje aquí, le responderemos tan pronto como podamos.

Hogar

productos

acerca de

contacto