– National University of Science and Technology MISiS
El material procedente de Rusia triplicará la capacidad de las baterías de iones de litio
Una alternativa prometedora al grafito
Imagen Evgeny Kolesnikov, asistente del Departamento de Nanosistemas Funcionales y Materiales de Alta Temperatura, NUST MISIS
Los científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología «MISIS» (NUST MISIS), que forman parte de un equipo internacional de investigadores, han conseguido aumentar la capacidad y prolongar la vida útil de las baterías de iones de litio. Según los investigadores, han sintetizado un nuevo nanomaterial que puede sustituir al grafito de baja eficiencia utilizado en las baterías de iones de litio actuales
Las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente en aparatos domésticos, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. El ciclo de carga-descarga en este tipo de baterías se produce por el movimiento de iones de litio entre dos electrodos, desde un ánodo con carga negativa a un cátodo con carga positiva.
El ámbito de aplicación de las baterías de iones de litio está en constante expansión, pero al mismo tiempo, según los científicos, su capacidad sigue estando limitada por las propiedades del grafito, el principal material del ánodo. Los científicos de la NUST MISIS han conseguido obtener un nuevo material para los ánodos que puede proporcionar un aumento significativo de la capacidad y prolongar la vida útil de las baterías.
«Las microesferas porosas nanoestructuradas con la composición Cu0,4Zn0,6Fe2O4, que hemos extraído, utilizadas como material para ánodos proporcionan una capacidad tres veces superior a la de las baterías existentes en el mercado. Además, permite aumentar el número de ciclos de carga-descarga en 5 veces en comparación con otras alternativas prometedoras al grafeno.
Esta mejora se consigue gracias a un efecto sinérgico con la combinación de una nanoestructura especial y la composición de los elementos utilizados», — dijo Evgeny Kolesnikov, asistente del Departamento de Nanosistemas Funcionales y Materiales de Alta Temperatura de la NUST MISIS.
La síntesis del material final se realiza mediante un proceso de un solo paso sin etapas intermedias gracias al uso del método de pirólisis por aspersión. Como explicaron los científicos, la solución acuosa con iones de metales especiales se convierte en niebla con la ayuda de ultrasonidos, y luego el agua se evapora a temperaturas de hasta 1200 ° C con la descomposición de las sales metálicas originales. Como resultado, se extraen esferas micrométricas o submicrométricas con la porosidad necesaria para funcionar en un sistema de iones de litio.
Publicación originalGopalu Karunakaran et al.; «Hollow-structured Cu0.4Zn0.6Fe2O4 as a novel negative electrode material for high-performance lithium-ion batteries»; Journal of Alloys and Compounds; Volume 865, 5 June 2021, 158769
