Los nuevos electrodos de litio recubiertos con indio podrían ser la base para más potentes, larga duración, baterías recargables. El revestimiento impide reacciones secundarias indeseables entre el electrodo y el electrolito, proporcionar una deposición más uniforme de litio durante la carga, y aumenta el almacenamiento en el ánodo de litio mediante reacciones de aleación entre el litio y el indio, según lo informado por científicos estadounidenses en la revista Angewandte Chemie . Su éxito se debe a la buena difusión de los iones de litio a lo largo de la capa interfacial.
Las baterías de iones de litio modernas suelen tener ánodos de grafito que almacenan litio cuando las baterías están cargadas. Una alternativa interesante la presentan las baterías con ánodos metálicos, como el metal de litio, que prometen una capacidad de almacenamiento significativamente mayor. Sin embargo, un obstáculo importante que ha impedido su implementación exitosa ha sido la deposición desigual del metal durante el proceso de carga, lo que conduce a la formación de dendritas. Después de usos prolongados de la batería, estas dendritas pueden crecer tanto que provocan un cortocircuito en la batería. Además, hay reacciones secundarias indeseables entre los electrodos metálicos reactivos y el electrolito, lo que reduce significativamente la vida útil de las baterías. La formación de un establo, una capa pasivante que evite un mayor contacto sería una solución ideal; sin embargo, no es posible debido a la constante expansión y contracción del electrodo al cargar y descargar. Esto destruye la capa y expone el metal al electrolito para más reacciones. Otros enfoques incluyen películas artificiales o barreras físicas.
Los investigadores que trabajan con Ravishankar Sundararaman en el Instituto Politécnico Rensselaer (Troy, EE. UU.) Y Lynden A. Archer de la Universidad de Cornell han introducido ahora una alternativa novedosa. Mediante el uso de química de intercambio iónico no electrolítico, produjeron recubrimientos de indio sobre litio. Basta con sumergirlo en una solución especial de sal de indio. Algo del indio se deposita en la superficie del electrodo de litio como metal y la concentración de iones de litio en el electrolito aumenta simultáneamente.
La capa de indio es uniforme y se autocura cuando el electrodo está en uso, si se añaden pequeñas cantidades de la sal de indio al electrolito. Permanece intacto durante los ciclos de carga / descarga, su composición química permanece inalterada, y se previenen las reacciones secundarias. También se eliminan las dendritas, dejando la superficie lisa y compacta.
Mediante el uso de modelos informáticos, los investigadores pudieron demostrar por qué su método es tan exitoso:los iones de litio están muy débilmente unidos al recubrimiento de indio. Forman una aleación con el indio, lo que les permite moverse muy rápidamente sobre la superficie antes de cruzarla y depositarse sobre el electrodo de litio subyacente. En celdas completas con cátodos comerciales, estos nuevos electrodos híbridos de indio-litio se mantuvieron estables durante más de 250 ciclos, reteniendo alrededor del 90% de su capacidad.
