Científicos de la Universidad de Michigan (Estados Unidos) han desarrollado revestimiento para baterías coches eléctricos, permitiéndoles cargarse un 500% más rápido a bajas temperaturas.
Los resultados de un nuevo estudio demuestran que recubrir las baterías con una fina capa de El carbonato de borato de litio puede aumentar la velocidad de carga en un 500% a temperaturas tan bajas como -10°C. Las bajas temperaturas limitan la velocidad de carga y reducen la eficiencia energética global debido a los procesos químicos que se producen durante la carga.
«Los investigadores lograron simultáneamente una carga extremadamente rápida a bajas temperaturas sin sacrificar la densidad energética de la batería de iones de litio», — explica uno de los autores del estudio, Profesor asociado, Departamento de Ingeniería Mecánica y Ciencia de los Materiales, Universidad de Michigan Neil Dasgupta.
El principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio es el movimiento de iones de litio entre los dos electrodos (ánodo y cátodo) en el electrolito que hay entre ellos. Sin embargo, a bajas temperaturas, el electrolito líquido espesarLa batería también está fabricada con un polímero de alta calidad, que dificulta el movimiento de las cargas eléctricas, lo que aumenta el tiempo de carga.
Este problema se ha resuelto aumentando el grosor de los electrodos, o cambios estructurales en las propias baterías. Sin embargo, esto ha complicado aún más el problema. En un estudio anterior publicado en 2020, ingenieros de la Universidad de Michigan desarrollaron lo que denominaron «nuevos» canales en ánodos que aceptan iones de litio durante la carga y envían electrones cargados al cátodo.
Para crear estos canales, los científicos utilizaron láseres para crear agujeros en las capas de grafito del ánodo. Esto permitió que los iones de litio se movieran más rápido. Sin embargo, a bajas temperaturas, este método provocaba la acumulación de iones de litio en el ánodo. Esto dificultaba la interacción del electrodo con el electrolito.
Para evitar la formación de esta capa, en el nuevo estudio los investigadores recubrieron la batería con un material de 20 nanómetros de espesor hecho de carbonato de borato de litio. Estudios anteriores han confirmado que este material puede acelerar el movimiento de los iones de litio.
La cobertura en combinación con la tecnología de canales proporcionó un 500% de aumentar la eficacia de la carga a bajas temperaturas Las baterías modificadas con estas tecnologías también conservan el 97% de su capacidad incluso cuando se cargan hasta 100 veces rápidamente a temperaturas bajo cero.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Joule
Fuente: LiveScience
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