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La tecnología de baterías de estado sólido aumenta la eficiencia y la seguridad y proporciona avances para vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos en todo el mundo.
En las últimas décadas, los esfuerzos concertados de ingenieros y químicos para satisfacer las crecientes demandas de la industria electrónica han llevado al desarrollo de nuevas tecnologías de baterías, incluida la introducción de baterías de estado sólido (ASSB). Estas baterías cuentan con un electrolito sólido colocado entre dos electrodos. Son conocidos por su potencial para aumentar la densidad energética y la seguridad, mejorando significativamente las baterías tradicionales de iones de litio. Sin embargo, la adopción generalizada de baterías de metal de litio de estado sólido (ASSLB) se ha visto obstaculizada por desafíos como el crecimiento de dendritas de Li y la alta resistencia interfacial, que pueden afectar significativamente su rendimiento.
Como se detalla en Nature Energy, investigadores de la Universidad de Maryland han introducido un nuevo principio para producir baterías de metal de litio de estado sólido (ASSLB) seguras y de alta energía. Este principio innovador puede potencialmente hacer avanzar el desarrollo de pilas de combustible más potentes y fiables para su uso en vehículos eléctricos y sistemas robóticos a gran escala.
El objetivo principal del equipo en su investigación reciente fue encontrar un método eficaz para reducir la formación de dendritas de Li en baterías de metal de litio de estado sólido (ASSLB). Para lograrlo, propusieron agregar una capa única entre el ánodo de litio y el electrolito sólido en las celdas de la batería.
En su investigación, el equipo aplicó su concepto de diseño para producir un [email protected]/Li6PS5Cl/Celda de batería de Li de 20 µm con una capacidad de área de 2,2 mAh cm^-2. Las pruebas iniciales mostraron que estas celdas funcionaron de manera excelente, conservando el 82,4 % de su capacidad original después de 350 ciclos de operación a 60 °C y una tasa de carga-descarga de 0,5 °C.
El principio de diseño innovador propuesto por el equipo se puede utilizar potencialmente en varias baterías de estado sólido (ASSB), proporcionando una solución para inhibir la formación de dendritas de Li y así aumentar la eficiencia de la batería. En consecuencia, este avance podría generar numerosas tecnologías de baterías de electrolitos sólidos seguras y de alto rendimiento, revolucionando potencialmente las fuentes de energía para vehículos eléctricos y otros dispositivos electrónicos de gran tamaño.
Referencia: Zeyi Wang et al., Diseño de capa intermedia de ánodo de litio para baterías de metal de litio de estado sólido, energía natural (2024). DOI: 10.1038/s41560-023-01426-1
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