Reemplazaron la película delgada de cobre recubierta de metal de litio con un papel delgado de fibra de carbono.
Un equipo del Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología de Corea y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju han desarrollado una solución para mejorar la durabilidad de las baterías de metal de litio, que implica el uso de papel de fibra de carbono como material de ánodo.
En un artículo publicado en la revista Advanced Energy Materials , los científicos explican que aunque las baterías de metal de litio han sido reconocidas como baterías recargables prometedoras porque sus ánodos exhiben una capacidad teórica 10 veces mayor que los ánodos de grafito comerciales, la comercialización se ha visto obstaculizada por el hecho de que el litio las dendritas tienden a crecer en el ánodo a medida que se acumulan los ciclos de carga y descarga.
La formación de dendritas conduce a un bajo rendimiento de la batería y a cortocircuitos.
Para abordar este problema, el equipo de investigación reemplazó la película delgada de cobre recubierta de metal de litio que se emplea habitualmente con un papel delgado de fibra de carbono que contiene metal de litio. El papel de fibra de carbono poseía una estructura jerárquica en el monofilamento de carbono compuesto por carbono amorfo y nanopartículas inorgánicas, lo que aumentaba la afinidad por el litio y evitaba el crecimiento de las dendritas de litio.
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Antecedentes de investigación
Investigaciones anteriores mostraron que los ánodos de película delgada de cobre se cortocircuitan después de aproximadamente 100 ciclos. El nuevo ánodo de papel de fibra de carbono, por otro lado, exhibe una excelente estabilidad cíclica durante 300 ciclos.
Además, las baterías de metal de litio que utilizan papel de fibra de carbono muestran una alta densidad de energía de 428 Wh/kg, que es aproximadamente 1,8 veces mayor que la que utiliza películas delgadas de cobre.
Según los científicos, además de mejorar el rendimiento, la nueva solución simplifica el proceso de fabricación de electrodos porque el litio fundido se infunde rápidamente en el papel de fibra de carbono.
«Teniendo en cuenta la densidad cinco veces menor y el menor costo de la fibra de carbono en comparación con el cobre, nuestro material de ánodo propuesto es un logro importante que puede acelerar la comercialización de baterías de metal de litio livianas y duraderas», dijo el investigador principal Sung-Ho Lee en un comunicado de prensa. .
