Los científicos diseñan 'juego

Jul 03, 2023

Crédito de la imagen: Laboratorio de Almacenamiento y Conversión de Energía de UC San Diego / Diyi Cheng

Por el personal editorial de E&T

Publicado el viernes 4 de agosto de 2023

Un equipo de la Universidad de California en San Diego y la Universidad de Chicago ha diseñado un nuevo material que podría usarse para crear baterías de litio que funcionen sin presión externa.

El equipo ha podido crear una versión independiente de película delgada de oxinitruro de fósforo y litio (LiPON), un electrolito de estado sólido.

Las versiones independientes de la película LiPON (FS-LiPON) se sometieron a varias pruebas de batería funcional que demostraron que era capaz de promover una deposición electroquímica de metal litio uniformemente densa bajo presión externa cero.

Las baterías de metal litio han sido un tema de interés durante muchos años debido a su alta densidad energética. Sin embargo, su aplicación práctica ha sido limitada debido a preocupaciones de seguridad y a la tendencia del litio a formar dendritas, que pueden provocar cortocircuitos y reducir la vida útil de la batería.

Se ha descrito a LiPON como “potencialmente revolucionario”, ya que podría permitir el desarrollo de un nuevo tipo de batería de metal de litio que funcione con una presión externa mínima, reduciendo el riesgo de formación de dendritas y mejorando el rendimiento.

LiPON fue desarrollado originalmente por un grupo de científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge en 1992. Hasta ahora, había sido muy difícil de producir e investigar, por lo que no se probó ampliamente con el fin de producir baterías.

Sin embargo, los investigadores han podido desarrollar un nuevo enfoque para el electrolito utilizando una membrana delgada y flexible hecha de un polímero llamado óxido de polietileno (PEO).

La membrana de PEO permite el paso de los iones de litio mientras bloquea la formación de dendritas. También puede soportar altas temperaturas, lo que lo hace adecuado para su uso en baterías de alto rendimiento. Esto es importante porque las baterías de litio metálico tienen el potencial de almacenar más energía que las baterías de iones de litio actuales, pero requieren temperaturas de funcionamiento más altas.

Las baterías de película delgada basadas en LiPON tienen muchas aplicaciones en diversos campos, como dispositivos portátiles y otros dispositivos electrónicos compactos.

"En general, esta investigación es un importante paso adelante en el desarrollo de baterías de metal litio", dijeron los investigadores. "Con mayores mejoras, estas baterías podrían revolucionar la industria del almacenamiento de energía y permitir la adopción generalizada de fuentes de energía renovables".

Los hallazgos de los investigadores fueron publicados en un artículo en la revista Nature Nanotechnology.

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