{"id":9694,"date":"2020-08-11T13:37:36","date_gmt":"2020-08-11T05:37:36","guid":{"rendered":"https:\/\/battery9999.com\/es\/?p=9694"},"modified":"2020-08-11T13:37:36","modified_gmt":"2020-08-11T05:37:36","slug":"rediseno-de-los-anodos-de-la-bateria-de-iones-de-litio-para-un-mejor-rendimiento","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/battery9999.com\/es\/rediseno-de-los-anodos-de-la-bateria-de-iones-de-litio-para-un-mejor-rendimiento\/","title":{"rendered":"Redise\u00f1o de los \u00e1nodos de la bater\u00eda de iones de litio para un mejor rendimiento."},"content":{"rendered":"

notiulti<\/span><\/a><\/span> | Mundo<\/a><\/p>\n

\"\"<\/span><\/p>\n

<\/p>\n

Newswise \u2013 Los cient\u00edficos del Laboratorio Nacional de Argonne han progresado hacia una bater\u00eda de iones de litio de mayor capacidad para satisfacer la creciente demanda de los consumidores.<\/p>\n

Con el creciente n\u00famero de veh\u00edculos el\u00e9ctricos en la carretera y una dependencia cada vez mayor de la electr\u00f3nica de consumo, la demanda nunca ha sido mayor para el desarrollo de bater\u00edas de iones de litio (LIB) que puedan mantener una mayor capacidad de energ\u00eda o la cantidad de carga almacenada dentro de la bater\u00eda.<\/p>\n

Una forma de aumentar la capacidad energ\u00e9tica general de los LIB es aumentar la capacidad energ\u00e9tica del \u00e1nodo o electrodo negativo. Durante las \u00faltimas d\u00e9cadas, se han hecho LIB de \u00faltima generaci\u00f3n con \u00e1nodos de grafito. La capacidad energ\u00e9tica del grafito es estable, lo que significa que la capacidad no se desvanece y el material no se agrieta incluso despu\u00e9s de m\u00e1s de 1000<\/span> ciclos completos de carga-descarga. Sin embargo, el grafito tiene una baja capacidad energ\u00e9tica te\u00f3rica, que no puede satisfacer las crecientes demandas energ\u00e9ticas de la sociedad actual.<\/p>\n

\u201c<\/span>Argonne tiene habilidades \u00fanicas disponibles en el APS<\/span> y CNM<\/span>. Con la fuente de luz del anillo de almacenamiento, podemos probar la transformaci\u00f3n de fase durante la litiaci\u00f3n y la delitiaci\u00f3n, lo que nos permite ver la reversibilidad de la reacci\u00f3n \u201c. \u2013 Gui-Liang Xu, qu\u00edmico de Argonne<\/strong><\/p><\/blockquote>\n

En un nuevo estudio, un equipo dirigido por investigadores del Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. (GAMA<\/span>) El Laboratorio Nacional de Argonne ha demostrado la mayor capacidad de un posible material de \u00e1nodo nuevo de mayor capacidad. Este material compuesto se hab\u00eda desarrollado originalmente para bater\u00edas de iones de sodio, que se utilizan con menos frecuencia comercialmente que las bater\u00edas de iones de litio. Este nuevo estudio busc\u00f3 aplicar el material a las bater\u00edas de iones de litio.<\/p>\n

Recientemente, dos materiales han estado a la vanguardia de la investigaci\u00f3n para los \u00e1nodos de bater\u00eda de pr\u00f3xima generaci\u00f3n: silicio y f\u00f3sforo. Tanto el silicio como el f\u00f3sforo tienen una capacidad energ\u00e9tica te\u00f3rica al menos 10<\/span> veces mayor que el grafito, lo que significa que podr\u00edan superar los requisitos de capacidad energ\u00e9tica para las LIB. Seg\u00fan el cient\u00edfico principal de materiales y miembro distinguido de Argonne, Khalil Amine, el investigador principal del estudio de Argonne, el silicio tiene dos problemas principales. El primer problema involucra la expansi\u00f3n de alto volumen cuando el silicio se litia durante la carga, lo que probablemente causar\u00eda que el material del \u00e1nodo se rompa. El agrietamiento conducir\u00eda a una p\u00e9rdida de capacidad energ\u00e9tica, explic\u00f3.<\/p>\n

El segundo problema involucra un t\u00e9rmino llamado eficiencia coulombic inicial (HIELO<\/span>) Cuando una bater\u00eda pasa por un ciclo completo de carga y descarga, la salida de carga de la bater\u00eda en teor\u00eda deber\u00eda coincidir con la entrada de carga. Sin embargo, parte de la energ\u00eda en la salida de carga se pierde cuando el litio reacciona con el material del \u00e1nodo. Desarrollar una pr\u00e1ctica LIB<\/span>, la relaci\u00f3n de la salida de carga en comparaci\u00f3n con la entrada de carga en el primer ciclo de carga-descarga debe ser superior 90<\/span>% Esta relaci\u00f3n es la HIELO<\/span>. Con silicio, el HIELO<\/span> es menos que 80<\/span>%, que Amine explic\u00f3 lo hace inviable para uso pr\u00e1ctico.<\/p>\n

En su investigaci\u00f3n, Amine, el qu\u00edmico de Argonne Gui-Liang Xu, y sus colegas exploraron dos tipos potenciales de f\u00f3sforo: f\u00f3sforo negro y rojo.\u201c<\/span>El f\u00f3sforo tiene una capacidad energ\u00e9tica muy alta \u201d, dijo Xu.\u201c<\/span>Cuando exploramos el material, descubrimos que nuestro material an\u00f3dico tiene un nivel muy alto HIELO<\/span> de mas de 90<\/span>% \u201c.<\/p>\n

Un HIELO<\/span> de mas de 90<\/span>El% demuestra que se producen muy pocas reacciones secundarias entre el material del \u00e1nodo y el electrolito, por lo que no se pierde mucho litio durante la carga y descarga iniciales.<\/p>\n

El equipo cre\u00f3 su propio compuesto an\u00f3dico compuesto principalmente de f\u00f3sforo negro, una forma de f\u00f3sforo altamente conductor con una alta capacidad te\u00f3rica, y compuestos de carbono conductores.<\/p>\n

Para crear el compuesto, los investigadores molieron el material de f\u00f3sforo a granel y el carbono conductor en part\u00edculas de tama\u00f1o microm\u00e9trico, lo que aumenta la densidad del \u00e1nodo.<\/p>\n

Al medir los ciclos de vida, o el n\u00famero total de veces que se puede cargar y descargar una bater\u00eda, Amine y sus colegas recurrieron a la Fuente avanzada de fotones de Argonne (APS<\/span>) y Centro de Materiales a Nanoescala (CNM<\/span>), ambos GAMA<\/span> Instalaciones de usuarios de la Oficina de Ciencias. Empleo de difracci\u00f3n de rayos X de fuente de luz de anillo de almacenamiento in situ en el APS<\/span> y microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido in situ en el CNM<\/span>, el equipo observ\u00f3 la transformaci\u00f3n de fase y volumen del \u00e1nodo durante la carga y descarga repetidas.<\/p>\n

\u201c<\/span>Argonne tiene habilidades \u00fanicas disponibles en el APS<\/span> y CNM<\/span>\u201c, Dijo Xu.\u201c<\/span>Con la fuente de luz del anillo de almacenamiento, podemos probar la transformaci\u00f3n de fase durante la litiaci\u00f3n y la delitiaci\u00f3n, lo que nos permite ver la reversibilidad de la reacci\u00f3n \u201c.<\/p>\n

Despu\u00e9s de mostrar la estabilidad del compuesto de f\u00f3sforo negro, el equipo investig\u00f3 un compuesto con f\u00f3sforo rojo en lugar de f\u00f3sforo negro. El f\u00f3sforo negro, aunque significativamente m\u00e1s conductor que el f\u00f3sforo rojo, es demasiado costoso para su uso pr\u00e1ctico en el mercado. Con el compuesto de f\u00f3sforo rojo, que es una opci\u00f3n econ\u00f3micamente viable, la bater\u00eda mostr\u00f3 una estabilidad similar y alta HIELO<\/span>, con una capacidad pr\u00e1ctica muy alta.<\/p>\n

El equipo actualmente est\u00e1 trabajando en un material compuesto hecho principalmente de f\u00f3sforo rojo, y el material muestra resultados prometedores, dijo Xu.\u201c<\/span>Estamos tratando de iniciar una colaboraci\u00f3n con socios de la industria para que podamos ampliar este material y comercializarlo en el futuro \u201d.<\/p>\n

El trabajo de investigaci\u00f3n sobre el estudio,\u201c<\/span>Un pr\u00e1ctico material de \u00e1nodo a base de f\u00f3sforo para bater\u00edas de iones de litio de alta energ\u00eda \u201c, apareci\u00f3 en l\u00ednea en abril 26<\/span>, 2020<\/span>, en Nano Energy. El proyecto de investigaci\u00f3n fue financiado por el Programa de Investigaci\u00f3n de Materiales de Bater\u00eda en GAMA<\/span>Oficina de Eficiencia Energ\u00e9tica y Energ\u00eda Renovable, Oficina de Tecnolog\u00edas de Veh\u00edculos.<\/p>\n

Sobre el Centro de Argonne para Materiales a Nanoescala<\/strong>
\nEl Centro de Materiales a Nanoescala es uno de los cinco GAMA<\/span> Centros de investigaci\u00f3n cient\u00edfica a nanoescala, instalaciones de primer nivel para usuarios nacionales para la investigaci\u00f3n interdisciplinaria en la nanoescala con el apoyo de GAMA<\/span> Oficina de Ciencias Juntos, los NSRC comprenden un conjunto de instalaciones complementarias que brindan a los investigadores capacidades de vanguardia para fabricar, procesar, caracterizar y modelar materiales a nanoescala, y constituyen la mayor inversi\u00f3n en infraestructura de la Iniciativa Nacional de Nanotecnolog\u00eda. Los NSRC est\u00e1n ubicados en GAMA<\/span>Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia y Los Alamos National Laboratories. Para m\u00e1s informaci\u00f3n sobre el GAMA<\/span> NSRC, visite https: \/\/ ciencia .osti .gov \/ U s e r \u2013 F a c i l i t i e s \/ U s e r \u2013 F a c i l i t i e s \u2013 a t \u2013 a \u2013 Gncence.<\/p>\n

Acerca de la fuente avanzada de fotones<\/strong><\/p>\n

Fuente avanzada de fotones de la Oficina de Ciencia de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energ\u00eda de EE. UU.APS<\/span>) en Argonne National Laboratory es una de las instalaciones de fuentes de luz de rayos X m\u00e1s productivas del mundo. los APS<\/span> proporciona rayos de rayos X de alto brillo a una comunidad diversa de investigadores en ciencia de materiales, qu\u00edmica, f\u00edsica de materia condensada, ciencias de la vida y del medio ambiente, e investigaci\u00f3n aplicada. Estos rayos X son ideales para la exploraci\u00f3n de materiales y estructuras biol\u00f3gicas; distribuci\u00f3n elemental; estados qu\u00edmicos, magn\u00e9ticos, electr\u00f3nicos; y una amplia gama de sistemas de ingenier\u00eda tecnol\u00f3gicamente importantes, desde bater\u00edas hasta inyectores de combustible, todos los cuales son la base del bienestar econ\u00f3mico, tecnol\u00f3gico y f\u00edsico de nuestra naci\u00f3n. Cada a\u00f1o, m\u00e1s de 5 5<\/span>,000<\/span> los investigadores usan el APS<\/span> para producir m\u00e1s de 2<\/span>,000<\/span> publicaciones que detallan descubrimientos impactantes y resuelven estructuras de prote\u00ednas biol\u00f3gicas m\u00e1s vitales que los usuarios de cualquier otra instalaci\u00f3n de investigaci\u00f3n de fuentes de luz de rayos X. APS<\/span> Los cient\u00edficos e ingenieros innovan la tecnolog\u00eda que est\u00e1 en el coraz\u00f3n del avance del acelerador y las operaciones de fuente de luz. Esto incluye los dispositivos de inserci\u00f3n que producen rayos X de brillo extremo apreciados por los investigadores, lentes que enfocan los rayos X a unos pocos nan\u00f3metros, instrumentaci\u00f3n que maximiza la forma en que los rayos X interact\u00faan con las muestras que se est\u00e1n estudiando, y software que re\u00fane y gestiona la cantidad masiva de datos resultante de la investigaci\u00f3n de descubrimiento en el APS<\/span>.<\/p>\n

Esta investigaci\u00f3n utiliz\u00f3 recursos de Advanced Photon Source, un EE. UU. GAMA<\/span> La instalaci\u00f3n de usuarios de la Oficina de Ciencias funciona para GAMA<\/span> Oficina de Ciencia por el Laboratorio Nacional Argonne bajo el Contrato No. DE-AC02<\/span>\u201306<\/span>CH11357<\/span><\/span>.<\/p>\n

Laboratorio Nacional de Argonne<\/strong> busca soluciones a problemas nacionales apremiantes en ciencia y tecnolog\u00eda. Argonne, el primer laboratorio nacional del pa\u00eds, realiza investigaciones cient\u00edficas b\u00e1sicas y aplicadas de vanguardia en pr\u00e1cticamente todas las disciplinas cient\u00edficas. Los investigadores de Argonne trabajan en estrecha colaboraci\u00f3n con investigadores de cientos de empresas, universidades y agencias federales, estatales y municipales para ayudarlos a resolver sus problemas espec\u00edficos, avanzar en el liderazgo cient\u00edfico de Estados Unidos y preparar a la naci\u00f3n para un futuro mejor. Con empleados de m\u00e1s de 60 60<\/span> naciones, Argonne es administrado por UChicago Argonne, LLC<\/span> para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energ\u00eda de los Estados Unidos.<\/p>\n

La Oficina de Ciencia del Departamento de Energ\u00eda de EE. UU.<\/strong> es el mayor defensor de la investigaci\u00f3n b\u00e1sica en ciencias f\u00edsicas en los Estados Unidos y est\u00e1 trabajando para abordar algunos de los desaf\u00edos m\u00e1s apremiantes de nuestro tiempo. Para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n, visite https: \/\/ ener gy .gov \/ s c ience.<\/p>\n

Fuente<\/span><\/span>:https:\/\/www.notiulti.com\/rediseno-de-los-anodos-de-la-bateria-de-iones-de-litio-para-un-mejor-rendimiento\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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