Al diseñar un electrolito sólido que es rígido por un lado y blando por el otro, un importante peligro de seguridad que puede provocar incendios y acortar la vida útil de la batería. Este diseño también supera una compensación que está típicamente presente en estas baterías, al eliminar simultáneamente el crecimiento de dendritas y reducir la resistencia en la interfaz electrodo / electrolito. Los métodos típicos no pueden alcanzar estos dos objetivos al mismo tiempo.

Los investigadores, de los Profs.

Los grupos de Yu-Guo Guo y Li-Jun Wan de la Academia de Ciencias de China y la Universidad de la Academia de Ciencias de China, han publicado un artículo sobre el nuevo electrolito en una edición reciente del Journal of the American Chemical Society .

"Hemos propuesto un electrolito sólido asimétrico , que puede cumplir al mismo tiempo los requisitos de un ánodo de litio libre de dendritas y una baja resistencia de interfaz en baterías sólidas", dijo Guo a Phys.org .

Como explican los investigadores, la compensación en las baterías de litio se produce porque el ánodo de litio y el cátodo tienen requisitos que son inherentemente contradictorios.

Mientras que el ánodo requiere un electrolito rígido para bloquear el crecimiento de la dendrita, es difícil que un electrolito rígido mantenga un contacto suficiente con el cátodo sólido, lo que crea una interfaz de cátodo / electrolito altamente resistiva.

Para abordar este problema, los investigadores diseñaron un electrolito sólido asimétrico, en el cual cada lado tiene un tipo diferente de superficie. El lado que mira hacia el ánodo es un material cerámico rígido que presiona contra el ánodo de litio para desalentar el crecimiento de la dendrita. Por otro lado, el lado que mira hacia el cátodo está hecho de un polímero blando, que permite una fuerte conexión interfacial con el cátodo. El electrolito entero también es muy delgado, justo por debajo de 36 micrómetros.

En las pruebas

Los investigadores [VIDEO]compararon las baterías con el nuevo electrolito con las de un electrolito convencional.

Después de 1750 horas de ciclismo, encontraron que las baterías con el electrolito convencional exhibían morfologías ásperas indicativas de formación de dendritas, mientras que las que tenían el nuevo electrolito no mostraban cambios morfológicos incluso después de 3200 horas de ciclismo, lo que indicaba que el crecimiento de dendritas se eliminaba efectivamente.

En el futuro, los investigadores esperan que las baterías de litio sin dendritas conduzcan a sistemas de almacenamiento de energía que combinen la alta energía y la potencia de las baterías de litio con una seguridad mejorada y vidas más largas debido a la eliminación del crecimiento de dendritas .

"Planeamos diseñar células [VIDEO]de bolsa con este electrolito sólido asimétrico para obtener una alta densidad de energía en baterías sólidas", dijo Guo. #Ciencia #Baterias de litio