La batería recargable de aluminio tiene un ciclo de vida de hasta 10,000 XNUMX veces

Un equipo de investigadores, dirigido por el decano de Cornell y profesor de ingeniería Lynden Archer, anunció que han encontrado un material nuevo y más rentable para celdas electroquímicas que utilizan aluminio o zinc como ánodo. Y se ha demostrado que la nueva tecnología que incorpora aluminio puede producir baterías recargables que pueden proporcionar hasta 10,000 ciclos sin errores, resolviendo el problema del crecimiento de dendritas en baterías de aleación de aluminio de alta capacidad. Haga clic aquí puede encontrar un recinto para proteger su instrumento de batería.

Existe un grave problema de crecimiento de dendritas en las baterías de aleación de aluminio de alta capacidad anteriores, que puede provocar un cortocircuito de la batería, disminución de la capacidad y otros problemas.

Zheng Jingxu y colaboradores, mediante el diseño de la geometría y la química de la superficie del sustrato, y la inducción de la deposición uniforme del ánodo de aluminio metálico, puede evitar el crecimiento de dendritas en baterías de aleación de aluminio en condiciones de ciclo de alta corriente y alta capacidad.

Al mismo tiempo, en la superficie del sustrato de fibra de carbono, el aluminio metálico formará un enlace "aluminio-oxígeno-carbono", formando así una capa de deposición muy uniforme, que finalmente permite que el ánodo de metal tenga un alto grado de reversibilidad de más del 99% y hasta 3600h de estabilidad cíclica.

Una de las ventajas del aluminio es que es abundante en la corteza terrestre, trivalente y ligero, por lo que tiene una capacidad de almacenamiento de energía superior a muchos otros metales.

Sin embargo, aluminio es difícil de integrar en los electrodos de las baterías. Debido a que reacciona químicamente con el separador de fibra de vidrio, si se usa un separador de fibra de vidrio para separar físicamente el ánodo y el cátodo, la celda se cortocircuitará y fallará debido a la reacción química.

La solución de los investigadores fue diseñar un sustrato de fibra de carbono entretejido que forme enlaces químicos más fuertes con el aluminio. Cuando la batería está cargada, el aluminio se deposita en la estructura de carbono por enlace covalente, es decir, el intercambio de pares de electrones entre los átomos de aluminio y carbono..

Mientras que los electrodos en las baterías recargables convencionales son solo bidimensionales, esta tecnología utiliza una estructura tridimensional (o no plana) que permite capas de aluminio más profundas y consistentes que se pueden controlar con precisión.

En condiciones prácticas, Las baterías de ánodo de aluminio se pueden cargar y descargar de forma reversible en uno o más órdenes de magnitud más que otras baterías recargables de aluminio.

El método utiliza principalmente fuerzas impulsoras químicas para promover la deposición uniforme de aluminio en los vacíos de la estructura 3D. Además, este nuevo electrodo tiene un mayor grosor y reacciona mucho más rápido que otros electrodos.

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