![\"\"](\"https:\/\/battery9999.com\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/solid-state-battery-624x416-300x200.jpg\")
<\/p>\n5 de febrero de 2020<\/p>\n
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Una nueva investigaci\u00f3n, realizada por ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT)<\/strong>, en asociaci\u00f3n con otras universidades, podr\u00eda ser el origen de la nueva generaci\u00f3n de bater\u00edas que acumulen m\u00e1s energ\u00eda y duren m\u00e1s.<\/b><\/p>\n La base principal de este desarrollo se encuentra en el metal de litio puro concentrado en uno de los dos electrodos de la bater\u00eda<\/b>, el \u00e1nodo.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n El nuevo concepto de electrodo proviene del laboratorio de Ju Li, el Profesor de Ciencia e Ingenier\u00eda Nuclear de Battelle Energy Alliance y profesor de ciencia e ingenier\u00eda de materiales<\/b>. Este sistema fue descrito en el m\u00e1s reciente n\u00famero de la revista Nature<\/i>, en \u00e9l participaron Yuming Chen y Ziqiang Wang de MIT, junto con otros 11 participantes de en Hong Kong, Florida y Texas.<\/b><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n El dise\u00f1o es parte de un concepto para desarrollar bater\u00edas seguras de estado s\u00f3lido, dispensando el l\u00edquido o el gel de pol\u00edmero que generalmente se usa como material electrol\u00edtico entre los dos electrodos <\/b>de la bater\u00eda. Un electrolito permite que los iones de litio viajen de un lado a otro durante los ciclos de carga y descarga de la bater\u00eda, y una versi\u00f3n completamente s\u00f3lida podr\u00eda ser m\u00e1s segura que los electrolitos l\u00edquidos, que tienen una alta volatilidad y han sido la fuente de explosiones en las bater\u00edas de litio.<\/b><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n “Se ha trabajado mucho en bater\u00edas de estado s\u00f3lido, con electrodos de metal de litio y electrolitos s\u00f3lidos”, dice Li, pero estos esfuerzos han enfrentado una serie de problemas.<\/p>\n Uno de los mayores problemas es que cuando la bater\u00eda se carga, los \u00e1tomos se acumulan dentro del metal de litio, lo que hace que se expanda. El metal se encoge nuevamente durante la descarga<\/strong>, a medida que se usa la bater\u00eda. Estos cambios repetidos en las dimensiones del metal, algo as\u00ed como el proceso de inhalar y exhalar, dificultan que los s\u00f3lidos mantengan un contacto constante y tienden a hacer que el electrolito s\u00f3lido se fracture o se desprenda.<\/p>\n Otro problema es que ninguno de los electrolitos s\u00f3lidos propuestos es qu\u00edmicamente estable mientras est\u00e1 en contacto con el litio met\u00e1lico altamente reactivo<\/b>, y tiende a degradarse con el tiempo.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n La mayor\u00eda de los intentos para superar estos problemas se han centrado en dise\u00f1ar materiales electrol\u00edticos s\u00f3lidos que sean absolutamente estables frente al metal de litio, lo que resulta dif\u00edcil. En cambio, Li y su equipo adoptaron un dise\u00f1o inusual que utiliza dos clases adicionales de s\u00f3lidos, \u201cconductores i\u00f3nicos y electr\u00f3nicos mixtos\u201d <\/b>(MIEC) y \u201caisladores de iones de litio y electrones\u201d (ELI), que son qu\u00edmicamente estables en contacto con el litio.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n Los investigadores desarrollaron una nanoarquitectura tridimensional en forma de una matriz en forma de panal de tubos MIEC hexagonales<\/b>, parcialmente infundidos con el metal de litio s\u00f3lido para formar un electrodo de la bater\u00eda, pero con espacio adicional dentro de cada tubo.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n Cuando el litio se expande en el proceso de carga, fluye hacia el espacio vac\u00edo en el interior de los tubos, movi\u00e9ndose como un l\u00edquido a pesar de que retiene su estructura cristalina s\u00f3lida<\/b>. Este flujo, completamente confinado dentro de la estructura de panal, alivia la presi\u00f3n de la expansi\u00f3n causada por la carga, pero sin cambiar las dimensiones externas del electrodo o el l\u00edmite entre el electrodo y el electrolito. El otro material, el ELI, sirve como un aglutinante mec\u00e1nico crucial entre las paredes del MIEC y la capa de electrolitos s\u00f3lidos.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n \u201cDise\u00f1amos esta estructura que nos da electrodos tridimensionales, como un panal\u201d, dice Li. Los espacios vac\u00edos en cada tubo de la estructura permiten que el litio se \u201carrastre hacia atr\u00e1s\u201d en los tubos, \u201cy de esa manera, no acumula tensi\u00f3n para romper el electrolito s\u00f3lido\u201d<\/b>. El litio en expansi\u00f3n y contracci\u00f3n dentro de estos tubos se mueve y afuera, como los pistones de un motor de autom\u00f3vil dentro de sus cilindros. Debido a que estas estructuras est\u00e1n construidas en dimensiones a nanoescala (los tubos tienen un di\u00e1metro de aproximadamente 100 a 300 nan\u00f3metros y una altura de decenas de micras), el resultado es como \u201cun motor con 10,000 millones de pistones<\/b>, con litio met\u00e1lico como fluido de trabajo\u201d, explic\u00f3 Li.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n Debido a que las paredes de estas estructuras en forma de panal est\u00e1n hechas de MIEC qu\u00edmicamente estable, el litio nunca pierde contacto el\u00e9ctrico con el material, dijo Li.<\/b> Por lo tanto, toda la bater\u00eda s\u00f3lida puede permanecer mec\u00e1nica y qu\u00edmicamente estable a medida que pasa por sus ciclos de uso. El equipo ha probado el concepto experimentalmente, sometiendo a un dispositivo de prueba a 100 ciclos de carga y descarga sin producir ninguna fractura de los s\u00f3lidos.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n Un nuevo concepto para un c\u00e1todo m\u00e1s ligero fue descrito por otro equipo dirigido por Li<\/b>, en un art\u00edculo que apareci\u00f3 el mes pasado en la revista Nature Energy<\/i>, coautor del postdoctorado MIT Zhi Zhu y el estudiante graduado Daiwei Yu. El material reducir\u00eda el uso de n\u00edquel y cobalto, que son caros y t\u00f3xicos, pero son los que se usan en los c\u00e1todos actuales. <\/b><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n El nuevo c\u00e1todo no se basa \u00fanicamente en la contribuci\u00f3n de capacidad de estos metales de transici\u00f3n en el ciclo de la bater\u00eda<\/b>. En cambio, depender\u00eda m\u00e1s de la capacidad redox del ox\u00edgeno, que es mucho m\u00e1s ligera y abundante. Pero en este proceso, los iones de ox\u00edgeno se vuelven m\u00e1s m\u00f3viles, lo que puede hacer que escapen de las part\u00edculas del c\u00e1todo. Los investigadores utilizaron un tratamiento superficial a alta temperatura con sal fundida para producir una capa superficial protectora en part\u00edculas de \u00f3xido de metal <\/b>rico en manganeso y litio, por lo que la cantidad de p\u00e9rdida de ox\u00edgeno se reduce dr\u00e1sticamente.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n\n\n\n\n<\/div>\n\n<\/div>\n![\"\"](\"https:\/\/www.infobae.com\/new-resizer\/OkIwcxzxF3oDZbHfZ36tTXnpl3k=\/750x0\/filters:quality(100)\/arc-anglerfish-arc2-prod-infobae.s3.amazonaws.com\/public\/2PE6EO23E5HBNGM7DOU3KP4IEI.jpg\")
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