Millorar les bateries d'ió-liti

L'augment de la capacitat d'emmagatzematge de la bateria podria permetre als ordinadors portàtils, vehicles elèctrics per córrer més.

Les bateries de ions de liti que alimenten els nostres ordinadors portàtils i vehicles elèctrics podria emmagatzemar més energia i funcionarà durant més temps amb una sola càrrega amb l'ajuda d'un material de silicona esponjosa.

Els investigadors van desenvolupar el material porós per reemplaçar el grafit utilitzat tradicionalment en un dels elèctrodes de la bateria, com el silici té més de 10 vegades la capacitat d'emmagatzematge d'energia de grafit. Un article que descriu el desenvolupament del material com un elèctrode de bateria de ions de liti s'ha publicat avui a Nature Communications .

Durant molt de temps s'ha buscat com  millorar el rendiment de les bateries de ions de liti, però el silici s'infla molt quan es carrega i pot trencar-se, fet que fa un elèctrode poc idoni, de manera que el material porós,  que s'ha desenvolupat dóna al silici l'espai que necessita per expandir-se sense trencar.

Marge de millora

Les bateries de ions de liti recarregables tenen dos elèctrodes: un que està carregat positivament i fet de liti i un altre que és negatiu i en general és de grafit. L'electricitat es genera quan els electrons flueixen a través d'un cable que connecta els dos. Per controlar els electrons, àtoms de liti carregats positivament (ions)  es barreja un elèctrode amb un altre a través d'un camí alternatiu.

La química de les bateries de ions de liti limita la quantitat d'energia que poden emmagatzemar. Per augmentar la capacitat d'energia de la bateria, els investigadors estan estudiant nous materials com el silici. Una bateria de ions de liti amb un elèctrode de silici podria durar al voltant d'un 30 per cent més que un amb un elèctrode de grafit. Un vehicle elèctric mitjà d'avui podria conduir a unes 200 km amb una sola càrrega si s'utilitza una bateria de ions de liti amb elèctrodes de silici.

Desafortunadament, el silici s'expandeix tant com tres vegades la seva mida inicial quan es carrega, creant una pressió dins del material que fa que es trenqui. Molts científics han tractat de fer diminuts components de la bateria de mida nanomètrica amb la idea que la mida més petita donaria al silici prou espai per expandir-se.

 

Font: National Labortory Pacific Northwest