Material desarrollado para hacer que las baterías duren más

No hay ninguno de nosotros que no se haya irritado por las baterías de iones de litio en sus dispositivos que no duran lo suficiente. Es muy frustrante comprar nuevos dispositivos simplemente porque la duración de la batería se ha vuelto demasiado corta. Los científicos han reconocido esto y desarrollado un nuevo material que extenderá la vida útil y hará que las baterías duren más.

Los problemas con las baterías de iones de litio

Los teléfonos nuevos y otros dispositivos siempre tienen baterías al principio que parecen durar para siempre. Pero con el tiempo, solo duran cada vez menos horas. Hace que lleves un cargador a todas partes. Algunos dispositivos tienen baterías reemplazables; algunos no. ¿Los reemplaza o simplemente tira el dispositivo?? ¿O simplemente vives con eso??

Debido a que muchas personas simplemente eligen reemplazar sus dispositivos, esto ha llevado a un problema de contaminación. A mayor escala, la duración de la batería también es un problema con los vehículos eléctricos, y nadie quiere tener problemas de batería con un automóvil.

Los ánodos gráficos, los terminales negativos en las baterías, están detrás de la degradación rápida. Los ánodos funcionan con los cátodos (terminales positivos) y los electrolitos (lleva la carga entre los terminales) para crear la situación de las reacciones electromagnéticas para la carga y descarga. Si el grafito no tuviera una carpeta, se desmoronaría. Poly (PVDF) es el aglutinante más utilizado en las baterías actuales. Sin embargo, no es el material más ideal para usar para este propósito.

Los científicos desarrollan una nueva carpeta

Los científicos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón (JAIST) han desarrollado un nuevo material de aglutinante de copolímero que hará que las baterías duren más. Este nuevo material aglutinante está hecho de un copolímero de bis-imino-acenaftenolinona-parafenileno (BP).

Esta investigación fue publicada en ACS Applied Energy Materials. El profesor Noriyoshi Matsumi dirigió la investigación, con el profesor Tatsuo Kaneko, el profesor titular Rajashekar Badam, el estudiante de doctorado Agman Gupta y el ex becario postdoctoral Aniruddha Nag también involucrados.

¿Cómo hace que este nuevo material haga que las baterías duren más?? El aglutinante de copolímero tiene una mejor estabilidad mecánica y se adhiere mejor al ánodo. Las «interacciones π-π» entre los grupos bis-imino-acenaftenequinona y el grafito son parcialmente responsables de esto. Los ligandos del copolímero también se adhieren mejor a los colectores de corriente de cobre.

El copolímero también es más conductor que el poli y crea una interfaz de electrolito sólido conductivo más delgada que no enfrenta tanta resistencia. El copolímero también evita la degradación y no reacciona fácilmente con los electrolitos.

Todo esto crea un entorno para un mejor rendimiento. «Mientras que una media celda que usa PVDF como aglutinante exhibió solo el 65 por ciento de su capacidad original después de aproximadamente 500 ciclos de descarga de carga, la media celda que usa el copolímero BP como aglutinante mostró una retención de capacidad del 95 por ciento después de más de 1700 ciclos de este tipo «, explicó el profesor. Matsumi.

También hay una medida que compara la cantidad de carga que fluye a través de una celda durante un ciclo. El nuevo material nuevamente demostró ser más eficiente. Las imágenes tomadas durante las pruebas nevaron pequeñas grietas en los copolímeros, mientras que el poli mostró grandes grietas. Esto fue después de menos de un tercio del número total de ciclos.

El futuro de las baterías de iones de litio

La esperanza, por supuesto, después de este estudio es que conducirá a la creación de baterías de iones de litio de mayor duración. Ciertamente resolvería algunos problemas ambientales y ahorraría mucho dinero a los consumidores, sin mencionar los dolores de cabeza.

«La realización de baterías duraderas ayudará en el desarrollo de productos más confiables para uso a largo plazo. Esto alentará a los consumidores a comprar activos basados en baterías más caros, como vehículos eléctricos, que se utilizarán durante muchos años «, dijo el profesor. Tatsumi.

El profesor también señaló que tales baterías mejoradas también conducirían a grandes cosas en la comunidad médica, específicamente baterías para órganos artificiales y dispositivos implantados, como desfibriladores y marcapasos.

Para el resto de nosotros, significaría que después de unos años, nuestros teléfonos inteligentes aún retendrían la carga, y no estaríamos tan ansiosos por reemplazarlos. Hasta entonces, lea esta guía sobre cómo hacer que las baterías duren más.

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