La baja corriente se considera uno de los mayores obstáculos en el desarrollo de baterías de estado sólido. Es la razón por la cual las baterías tardan relativamente tiempo en cargarse. Por lo general, toma alrededor de 10 a 12 horas para una batería de estado sólidocargar completamente. El nuevo tipo de célula que los científicos de Jülich han diseñado, sin embargo, tarda menos de una hora en recargarse.
"Con los conceptos descritos hasta la fecha, solo fueron posibles corrientes de carga y descarga muy pequeñas debido a problemas en las interfaces internas de estado sólido. Aquí es donde nuestro concepto basado en una combinación favorable de materiales entra en juego, y ya hemoslo patentó ", explica el Dr. Hermann Tempel, líder del grupo en el Instituto Juelich de Investigación de Energía y Clima IEK-9.
En las baterías de iones de litio convencionales, se usa un electrolito líquido, que generalmente hace contacto muy bien con los electrodos. Con sus superficies texturizadas, los electrodos absorben el líquido como una esponja, creando una gran área de contacto. En principio, dos sólidos no puedense unen sin problemas. La resistencia de contacto entre los electrodos y el electrolito es correspondientemente alta.
"Con el fin de permitir el mayor flujo posible de corriente a través de los límites de la capa, utilizamos materiales muy similares para producir todos los componentes. El ánodo, el cátodo y el electrolito estaban hechos de diferentes compuestos de fosfato para permitir tasas de carga superiores a 3C a una capacidad de aproximadamente 50 mAh / g. Esto es diez veces mayor que los valores encontrados en la literatura ", explica Hermann Tempel.
El electrolito sólido sirve como un material portador estable al que se aplican electrodos de fosfato en ambos lados mediante el proceso de serigrafía. Los materiales utilizados tienen un precio razonable y son relativamente fáciles de procesar. A diferencia de las baterías convencionales de iones de litio, el nuevo estado sólidola batería también está libre de sustancias tóxicas o dañinas.
"En las pruebas iniciales, la nueva celda de batería fue muy estable durante 500 ciclos de carga y descarga y retuvo más del 84 por ciento de su capacidad original", dijo el Dr. Shicheng Yu. "Todavía hay margen para mejorar aquí. Teóricamente, una capacidadla pérdida de menos del 1 por ciento debería ser factible ", dijo Yu, quien desarrolló y probó la batería como parte de un programa de financiación del Consejo de Becas de China CSC en el Instituto Jülich para la Investigación de Energía y Clima IEK-9.
Director del Instituto Prof. Ruediger-A. Eichel también está convencido de las ventajas del nuevo concepto de batería. "La densidad de energía ya es muy alta en alrededor de 120 mAh / g, incluso si todavía está ligeramente por debajo de la actual de litio-baterías de iones ", dice Eichel. Además del desarrollo para la movilidad eléctrica, el portavoz del tema" almacenamiento de baterías "en la Asociación Helmholtz cree que las baterías de estado sólido también se usarán en otras áreas en el futuro:" Las baterías de estado sólido son actualmentese desarrolla con prioridad como almacenamiento de energía para vehículos eléctricos de próxima generación, pero también creemos que las baterías de estado sólido prevalecerán en otros campos de aplicación que requieren una larga vida útil y un funcionamiento seguro, como tecnología médica o componentes integrados en el smartárea de origen ", dice Eichel.
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Materiales proporcionado por Forschungszentrum Juelich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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