Un grupo de investigadores dirigido por el Dr. Xuekun Lu de la Universidad Queen Mary de Londres, en colaboración con un equipo internacional de científicos del Reino Unido y EE. UU., reportó avances para prevenir el revestimiento de litio en las baterías de vehículos eléctricos (EV), lo que podría conducir a tiempos de carga más rápidos y un mejor rendimiento.
¿Qué es el revestimiento de litio?
El revestimiento de litio es un fenómeno que puede ocurrir durante la carga rápida de baterías de iones de litio. Ha sido motivo de preocupación debido a sus efectos dañinos sobre la vida útil y la seguridad de la batería.
Ocurre cuando los iones de litio se acumulan en la superficie del electrodo negativo de la batería, creando una capa de litio metálico que puede comprometer la funcionalidad y durabilidad de la batería e incluso provocar eventos peligrosos como cortocircuitos e incendios.
La investigación del equipo revela que la optimización de la microestructura del electrodo negativo de grafito puede desempeñar un papel crucial en la mitigación del revestimiento de litio. El electrodo negativo está compuesto de pequeñas partículas que necesitan una manipulación precisa para lograr una actividad de reacción uniforme y reducir la saturación local de litio.
El trabajo del equipo destaca que comprender los mecanismos de litiación de las partículas de grafito y su comportamiento en diferentes condiciones es esencial para frenar el revestimiento de litio y mejorar el rendimiento de la batería.
Lu enfatiza la importancia de sus hallazgos y dice: “Con la ayuda de un modelo de batería 3D pionero, podemos capturar cuándo y dónde se inicia el recubrimiento de litio y qué tan rápido crece. Este es un avance significativo que podría tener un impacto importante en el futuro de la electricidad”. vehículos.”
Se espera que los hallazgos del estudio ayuden al avance de protocolos de carga sofisticados al proporcionar una comprensión más completa de los complejos mecanismos que gobiernan la redistribución del litio dentro de las partículas de grafito durante la carga rápida.
Esta comprensión tiene el potencial de crear técnicas de carga más efectivas y al mismo tiempo reducir el riesgo del revestimiento de litio. Además, además de acelerar la duración de la carga, el estudio también revela que mejorar la microestructura del electrodo de grafito puede aumentar la densidad de energía de la batería.
Como resultado, este progreso podría permitir a los vehículos eléctricos viajar largas distancias con una sola carga, abordando una limitación común asociada con los vehículos eléctricos.
Optimización del rendimiento de la batería de los vehículos eléctricos
Las implicaciones de este estudio se extienden al ámbito más amplio de la tecnología de baterías de vehículos eléctricos. El potencial de autos eléctricos con carga más rápida, más duraderos y más seguros se alinea con la creciente demanda de soluciones de transporte sustentables a medida que la industria automotriz apunta a acelerar la adopción de vehículos eléctricos y superar los desafíos relacionados con la autonomía y la infraestructura de carga.
El resumen del estudio profundiza en las complejidades de la dinámica de separación de fases en ánodos de grafito y proporciona una comprensión integral de los mecanismos y comportamientos que impulsan el revestimiento de litio.
Combinando observaciones experimentales con modelos sofisticados, los investigadores arrojan luz sobre la dinámica espacial de la separación de fases y el revestimiento de electrodos de grafito durante diversos escenarios de carga.
Los conocimientos adquiridos a partir de este estudio tienen como objetivo contribuir a los esfuerzos continuos para optimizar el rendimiento y la seguridad de la batería de los vehículos eléctricos. Los hallazgos del estudio fueron publicado en la revista Nature Communications.
ⓒ 2023 . .
