NIMS y Softbank Corp. han desarrollado una batería de litio-aire con una densidad de energía de más de 500 Wh/kg, significativamente más alta que las baterías de iones de litio actuales. El equipo de investigación luego confirmó que esta batería puede cargarse y descargarse a temperatura ambiente. EnAdemás, el equipo descubrió que la batería desarrollada por el equipo muestra las densidades de energía más altas y los mejores rendimientos de ciclo de vida jamás logrados. Estos resultados significan un paso importante hacia el uso práctico de las baterías de litio-aire.
Las baterías de litio-aire tienen el potencial de ser las baterías recargables definitivas: son livianas y de alta capacidad, con densidades de energía teóricas varias veces mayores que las baterías de iones de litio actualmente disponibles. Debido a estas ventajas potenciales, pueden encontrar uso en una ampliagama de tecnologías, como drones, vehículos eléctricos y sistemas domésticos de almacenamiento de electricidad.NIMS ha estado llevando a cabo investigaciones básicas sobre baterías de litio-aire con el apoyo del programa ALCA-SPRING ALCA: Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program, SPRING:Investigación especialmente promovida para baterías innovadoras de próxima generación. Este programa ha sido financiado por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón JST con el objetivo de acelerar la I + D de baterías recargables de gran capacidad. En 2018, NIMS y Softbank cofundaron Advanced Technologies DevelopmentCentro para realizar investigaciones con el objetivo de poner baterías de litio-aire en uso práctico en estaciones base de telefonía móvil,Internet de las cosas IoT, HAPS estaciones de plataforma de gran altitud y otras tecnologías.A pesar de sus densidades de energía teóricas muy altas, solo se ha fabricado y evaluado un pequeño número de baterías de litio-aire con altas densidades de energía.Este éxito limitado se atribuye al hecho de que una gran proporción del peso de la batería de litio-aire contiene componentes inactivos pesados p. ej., separadores y electrolitos que no participan directamente en las reacciones reales de la batería.
Este equipo de investigación había desarrollado previamente materiales de batería originales que aumentan significativamente el rendimiento de las baterías de litio-aire en una investigación respaldada por ALCA-SPRING. Luego, el equipo desarrolló una técnica para fabricar celdas de litio-aire de alta densidad de energía en el NIMS-SoftBank Advanced Technologies Development Center. Finalmente, el equipo creó una nueva batería de litio-aire combinando estos nuevos materiales y las técnicas de fabricación. La batería desarrollada exhibió una densidad de energía de más de 500 Wh/kg, sustancialmente más alta que las baterías de iones de litio actuales. Notablemente, la reacción repetida de descarga y carga se produce a temperatura ambiente. La densidad de energía y el ciclo de vida útil de esta batería se encuentran entre los más altos jamás alcanzados.*
* Basado en encuestas realizadas por NIMS al 14 de diciembre de 2021
Actualmente, el equipo está desarrollando materiales para baterías de mayor rendimiento y planea integrarlos en la batería de litio-aire recientemente desarrollada con el objetivo de aumentar en gran medida el ciclo de vida de la batería. Luego, el equipo planea acelerar los esfuerzos para poner la batería en uso práctico.en el Centro de Desarrollo de Tecnologías Avanzadas de NIMS-SoftBank.
Este proyecto fue realizado por un equipo de investigación dirigido por Shoichi Matsuda Investigador principal, NIMS, Manai Ono Investigador posdoctoral, NIMS, Shoji Yamaguchi Personal especializado, NIMS y Kohei Uosaki Investigador asociado, NIMS; también Director, NIMS-SoftBank Advanced Technologies Development Center. Este trabajo fue apoyado principalmente por el programa JST ALCA-SPRING y el NIMS-SoftBank Advanced Technologies Development Center.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales, Japón. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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