Mientras las baterías de iones de litio sigan siendo la forma dominante de batería, los investigadores seguirán intentando acumular la mayor capacidad posible para prolongar la vida útil de la tecnología. El último avance para cuadruplicar la vida útil de las baterías de iones de litio fue el resultado de un accidente de laboratorio.
Los ánodos de grafito, que determinan la vida útil de las baterías de iones de litio modernas, tienden a degradarse con el tiempo con el uso continuado. Cada vez que la batería se carga y descarga, el ánodo se expande y se contrae a medida que se mueven los iones de litio, lo que eventualmente acumula compuestos de litio en el electrodo, exponiendo la superficie del electrodo y dejándolo vulnerable a fallas.
El aluminio se considera un excelente sustituto del grafito, pero hasta ahora, los científicos no han podido evitar la expansión y contracción excesivas que se producen cuando se fabrican ánodos con este material – Dr. Wang Changan de la Universidad de Tsinghua y Dr. Li Ju del MIT – con éxito logró esto y detuvo la capa de óxido que se forma en la superficie de las partículas de aluminio expuestas al oxígeno. Cuando las nanopartículas de aluminio se sumergen en una mezcla de ácido sulfúrico y oxisulfato de titanio, el óxido de aluminio se disuelve lentamente y es reemplazado por una sustancia más dura, el óxido de titanio.
La construcción de un nuevo revestimiento exterior requería un tiempo crítico, pero por alguna razón los dos se olvidaron de sacar el lote del baño durante varias horas, lo que permitió que el ácido se filtrara en la cubierta de nanopartículas de aluminio de 50 nm y las nanopartículas con una cubierta exterior de hidróxido de titanio y 4 nm. una “yema de huevo” interna de 30 nm de aluminio con una porción del aluminio interior disuelto.
Sorprendentemente, este nuevo compuesto no se hincha ni se encoge cuando se usa para hacer el ánodo de una batería de prueba; en cambio, incluso después de probarse durante 500 ciclos de carga/descarga, la batería de ánodo de grafito creó una batería que tiene hasta cuatro veces la capacidad de El grafito ofrece una capacidad de almacenamiento de 0,35 amperios-hora por gramo (Ah/g), según el MIT, mientras que el aluminio teóricamente puede ofrecer una capacidad de 2 Ah/g a un costo muy bajo.
El material es económico, escalable para fabricar y podría beneficiar las aplicaciones que requieren baterías de alta potencia y densidad energética, dijo el Dr. Li, y agregó: “Probablemente el mejor disponible. Es el material de ánodo para el