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Jun 09, 2023

Investigadores logran cargar un litio

Los vehículos eléctricos son infinitamente mejores para el medio ambiente que los de gasolina, pero aún no se han adoptado ampliamente. Uno de los problemas que frena este cambio es el hecho de que los vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos son infinitamente mejores para el medio ambiente que los de gasolina, pero aún no se han adoptado ampliamente. Uno de los problemas que frena este cambio es el hecho de que los vehículos eléctricos tardan mucho en cargarse.

Eso pronto podría cambiar. Un equipo de investigadores afiliados a múltiples instituciones en China logró aumentar la velocidad de carga de una batería de iones de litio a una velocidad de 5,6 minutos para una carga del 60%, según un informe de TechXplore publicado el jueves. Lograron esta impresionante hazaña agregando una capa de cobre y nanocables al ánodo de la batería para mejorar efectivamente el pedido.

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Hoy en día, la mayoría de los ánodos consisten en grafito y están construidos en una suspensión no ordenada, lo que no es un método práctico para hacer pasar la corriente. Además, la forma en que se alinean los materiales de los ánodos crea un problema relacionado con el tamaño del espacio entre ellos.

Para superar estos problemas a la hora de acelerar la carga, los investigadores se centraron específicamente en el ánodo. Esto es lo que hicieron:

"Primero ejecutaron modelos teóricos a nivel de partículas para optimizar las distribuciones espaciales de partículas de diferentes tamaños y la porosidad de los electrodos. Luego tomaron lo que aprendieron de los modelos para realizar cambios en un ánodo de grafito estándar. Lo recubrieron con cobre y luego agregaron nanocables de cobre. a la lechada. Luego calentaron y luego enfriaron el ánodo, lo que comprimió la lechada hasta convertirla en un material más ordenado", afirmó TechXplore.

Una vez que actualizaron su ánodo, los investigadores lo fijaron a una batería de iones de litio estándar para medir la cantidad de tiempo que tardaba en cargarse. Quedaron impresionados al descubrir que podían cargar la batería al 60 % en sólo 5,6 minutos y al 80 % en sólo 11,4 minutos. (Los investigadores evitaron probar cuánto tiempo llevaría cargarse al 100% porque hacerlo puede dañar dichas baterías).

Los investigadores no especificaron cuánto costaría dicha batería ni cuándo podría estar lista para su producción. Aun así, el desarrollo es apasionante para los vehículos eléctricos en todo el mundo.

El estudio fue publicado en la revista Science Advances.

Abstracto:

Las baterías de iones de litio de carga extremadamente rápida son muy deseables para acortar el tiempo de recarga de los vehículos eléctricos, pero esto se ve obstaculizado por la baja capacidad de velocidad de los ánodos de grafito. Aquí, presentamos un diseño de estructura de gradiente dual de porosidad de electrodo y tamaño de partícula no reportado anteriormente en el ánodo de grafito para lograr una batería de iones de litio de carga extremadamente rápida en condiciones estrictas de electrodo. Desarrollamos una ruta de suspensión sin aglutinantes de polímeros para construir esta estructura de doble gradiente de porosidad y tamaño de partícula no reportada anteriormente en el práctico ánodo de grafito que muestra una capacidad de carga extremadamente rápida con un 60% de recarga en 10 minutos. Sobre la base del ánodo de grafito de doble gradiente, demostramos una batería de iones de litio de carga extremadamente rápida que logra una recarga del 60% en 6 minutos y una alta densidad de energía volumétrica de 701 Wh litro-1 a una alta velocidad de carga de 6 C.

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