Un equipo de ingenieros de la Universidad de Glasgow ha desarrollado una batería para fabricar iones de litio más respetuosos con el medio ambiente
Las baterías de iones de litio sonuna combinación útil de factor de forma ligero y compacto y la capacidad de soportar múltiples ciclos de carga y descarga. Esto los hizo ideales para usar en una amplia variedad de dispositivos, incluidas computadoras portátiles, teléfonos móviles, relojes inteligentes y vehículos eléctricos.
Como muchas baterías, las baterías de iones de litiocontienen un electrodo positivo, a menudo hecho de óxido de litio-cobalto / manganeso o fosfato de litio-hierro, y un electrodo negativo, a menudo hecho de metal litio. Durante la carga, los iones de litio fluyen a través del electrolito desde el electrodo positivo al electrodo negativo, donde se almacenan. Durante el uso, los iones fluyen en la dirección opuesta, generando energía para alimentar los dispositivos a través de una reacción electroquímica.
Una de las restricciones físicas del número.la energía que se puede almacenar y liberar mediante el diseño de las baterías de iones de litio es el grosor de sus electrodos. Los electrodos más gruesos limitan la difusión de iones de litio a través del electrodo, lo que limita la energía específica de las baterías de iones de litio. El aumento del grosor de los electrodos también reduce su resistencia a la deformación, haciéndolos más propensos a agrietarse. Tan pronto como el electrodo se rompe, la batería se vuelve inutilizable.
Desarrollado por científicos bajo el liderazgo de la universidad.Glasgow tiene como objetivo lograr un mejor equilibrio entre el tamaño y el área de superficie de los electrodos mediante la introducción de pequeños agujeros o poros a nanoescala y microescala en su diseño. Al cortar la superficie y el interior de los electrodos con poros, pueden aumentar significativamente el área de la superficie en comparación con un electrodo sólido con las mismas dimensiones externas.
Para hacer esto, los científicos utilizaron tecnología de fabricación aditiva: impresión 3D. El objetivo es controlar estrictamente el tamaño y la ubicación de cada poro en sus electrodos.
Cargaron su impresora 3D con un material que desarrollaron que combina ácido poliláctico, fosfato de hierro y litio y nanotubos de carbono.
¿Qué es el ácido poliláctico? El PLA (Ácido Poliláctico, Polilactida) es un polímero termoplástico alifático derivado de recursos 100% renovables como el almidón de maíz y patata.A través de la polimerización, el PLA conduce a la formación de poli(ácido L-láctico) (PLLA).Las propiedades químicas y físicas de estos PLA son exactamente las mismas
Es biodegradable y aumenta la reciclabilidad de la batería.
Batería con electrodo de 300 micrones y porosidadEl 70% se desempeñó mejor cuando se probó con una capacidad específica de 151 miliamperios-hora por gramo, o mAh / g, una medida estándar de cuánta carga puede contener una batería. Esto es aproximadamente dos o tres veces el rendimiento de una batería de iones de litio tradicional con un electrodo sólido del mismo grosor.
El aumento de la porosidad y, por lo tanto, el área de superficie más grande del electrodo de 300 micrones más grueso también afectó la capacidad de la batería, aumentando en un 158%.
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