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La nueva generación de baterías de litio reduce la dependencia de metales raros

2021-08-12
Para desarrollar alternativas a las baterías a base de litio y reducir la dependencia de metales raros, los investigadores de Georgia Tech han desarrollado un nuevo sistema de ánodo y electrolito que utiliza fluoruro de metal de transición de bajo costo y electrolitos de polímeros sólidos en lugar de metales costosos, así como electrolitos líquidos convencionales. según investigaciones relacionadas.

El nuevo ánodo está fabricado con material activo de fluoruro de hierro y nanocompuestos electrolíticos de polímero sólido (plástico). Para crear un electrodo negativo de este tipo, los investigadores fueron creativos en su esquema de infiltrar el electrolito de polímero sólido en el electrodo de fluoruro de hierro prefabricado, seguido de prensado en caliente de toda la estructura como una forma de aumentar la densidad y reducir la brecha. El electrolito a base de polímero tiene dos ventajas sobresalientes: se dobla durante el ciclo y se adapta bien a la expansión del fluoruro de hierro y, en segundo lugar, puede formar una interfaz muy estable y flexible con el fluoruro de hierro. Esto resuelve los importantes problemas de hinchamiento y un gran número de reacciones indeseables del uso de fluoruro de hierro en el diseño de baterías convencionales.

Los investigadores probaron la concentración de baterías de estado sólido y analizaron el rendimiento de más de 300 ciclos de carga y descarga a una temperatura alta de 50 ℃. Los resultados indican que la clave para mejorar el rendimiento de la batería es el electrolito de polímero sólido. Cuando se aplicó con el electrolito de polímero sólido, el fluoruro metálico también mostró una excelente estabilidad en entornos de alta temperatura. Se espera que esto conduzca a baterías de iones de litio más seguras, ligeras y baratas. En segundo lugar, la capacidad de litio del fluoruro de hierro es más del doble que la de los cátodos de máquinas convencionales de cobalto o níquel. Y el hierro es 300 veces más barato que el cobalto y 150 veces más barato que el níquel. También se reducirá considerablemente en el costo.

Sin embargo, la batería aún se encuentra en una etapa inicial y aún no se puede producir en masa debido al costo de producción.
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