Hemos recorrido un largo camino desde las baterías de automóviles con ácido de azufre con fugas, pero las baterías de litio modernas todavía tienen algunos inconvenientes. Ahora un equipo de ingenieros de Penn State tiene un tipo diferente de batería de azufre de litio que podría ser más eficiente, menos costosa ymás seguro
"Demostramos este método en una batería de monedas", dijo Donghai Wang, profesor asociado de ingeniería mecánica. "Pero creo que eventualmente podría ser lo suficientemente grande para teléfonos celulares, drones e incluso más grande para vehículos eléctricos".
Las baterías de azufre de litio deberían ser un candidato prometedor para la próxima generación de baterías recargables, pero no están exentas de problemas. Para el litio, la eficiencia en la que las transferencias de carga es baja, y las baterías de litio tienden a desarrollar dendritas, cristales ramificados delgados- cuando se carga que no desaparece cuando se descarga.
Los investigadores examinaron una capa de interfase de electrolito sólido híbrida flexible y autoformada que es depositada por los organosulfuros y los organopolisulfuros con sales de litio inorgánicas. Los investigadores informan en la edición de hoy 11 de octubre de Comunicaciones de la naturaleza que los compuestos orgánicos de azufre actúan como plastificantes en la capa de interfase y mejoran la flexibilidad mecánica y la tenacidad de la capa. La capa de interfase permite que el litio se deposite sin dendritas crecientes. La eficiencia de Coulombic es de aproximadamente el 99 por ciento en 400 ciclos de descarga de recarga.
"Necesitamos algún tipo de barrera en el litio en una batería de metal de litio, o reacciona con todo", dijo Wang.
El azufre es una buena opción porque es económico y proporciona a la batería alta capacidad de carga, mayor densidad de energía, por lo que una batería de azufre de litio tiene más energía. Sin embargo, una batería de azufre de litio forma un recubrimiento inorgánico en la batería que es frágily no puede tolerar cambios en el volumen. La interfaz inorgánica de azufre no puede mantener una alta energía. En una batería de azufre de litio, el electrolito se seca y el litio a granel se corroe. Las dendritas de litio que se forman pueden crear cortocircuitos y otros riesgos de seguridad.
"Potencialmente podemos duplicar la densidad de energía de las baterías de CC convencionales usando baterías de azufre de litio con esta interfaz híbrida de organosulfuro / organopolisulfuro", dijo Wang.
También pueden crear una batería más segura y confiable.
Para crear su batería, los investigadores usaron un electrolito a base de éter con aditivos de polímeros que contienen azufre. La batería usa un cátodo de carbono con infusión de azufre y un ánodo de litio. El azufre orgánico en el electrolito auto-forma las capas de interfase.
Los investigadores informan que "demuestran una batería de litio y azufre que exhibe una larga vida útil de ciclo 1000 ciclos y una buena capacidad de retención".
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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