Construcción de una batería mejor capa por capa

Un equipo de investigadores de la Universidad de Shinshu en Nagano, Japón está ahora más cercano de una batería delgada, alta capacidad de iones de litio que podría abrir las puertas a mejores sistemas de almacenamiento de energía para vehículos eléctricos.

"Las baterías de iones de litio son muy prometedores sistemas de almacenamiento de energía para vehículos eléctricos que requieren relativamente altas densidades de energía," dijo el estudio autor Nobuyuki Zettsu, profesor en el CEES y en el Departamento de química de materiales en Shinshu Universidad. "Sin embargo, sus voltajes de operación alta comúnmente resultan en la descomposición oxidativa de la superficie del electrodo, que posteriormente promueve varias reacciones secundarias".

Baterías de iones de litio almacenan mucha energía, pero la fuerza que se necesita para hacer la batería la energía de la dispersión es demasiado, mucho, de hecho, que el daño hace que la batería pierde capacidad de almacenamiento.

Para combatir este problema, Zettsu y sus colegas examinaron las propiedades eléctricas y electroquímicas de la alta tensión (> 4,8 V, vs Li + / Li) cátodo, donde los electrones entran en la célula de la batería.

Zettsu puede han convertido a la marea de modificadores de superficie mediante el uso de una monocapa auto ensamblado. Su equipo aplicó un revestimiento ultra fino de fluoroalkylisilane a la superficie de los cátodos. Fluoroalkylisilane, un tipo de silicona, se organiza en el arreglo más eficiente para conducir los iones de litio y aislar electrones permaneciendo sólo un átomo de espesor.

"Hemos descubierto... eso capa de la superficie de la materia activa con un monocapa uno mismo-montado... promueve un transporte eficiente dentro de los electrodos, mientras que también suprime las reacciones secundarias que ocurren en la interfase del electrodo y el electrólito," Zettsu dijo. "Esta capa proporcionada mejora la densidad de energía y de la Ciclabilidad en baterías de iones de litio de alto voltaje."

Los investigadores vieron que se reduce al mínimo el contacto directo entre el cátodo y el electrolito en la batería, y que la capacidad de la batería degrada incluso después de fue un ciclo de cien veces.

"Debido a las regulaciones ambientales del mundo, el empuje hacia los automóviles eléctricos y híbridos es proceder a un impulso constante. "El nivel de rendimiento requerido para las baterías de iones de litio es muy alto, dijo Zettsu. "Actualmente, estamos trabajando en la fabricación real de baterías para vehículos híbridos y vehículos eléctricos de batería usando el proceso de revestimiento y experimentos en los modos de conducción automáticos".

Este trabajo fue apoyado por la ciencia de Japón y agencia de la tecnología y la sociedad japonesa para la promoción de la ciencia.

batería de litio 36V