Cuando hace frío en invierno, los coches tienden a tener problemas de arranque. Esto no es mucho mejor con los autos eléctricos, que inevitablemente pierden capacidad de sus baterías recargables de iones de litio a temperaturas bajo cero. Ahora, Los científicos chinos han ofrecido una estrategia para evitar hundir la cinética de la batería. En un estudio publicado en la revista Angewandte Chemie , diseñaron un sistema de batería con un ánodo de carbono duro resistente al frío y un potente cátodo rico en litio, con el importante paso de litiación inicial integrado.

El carbono "no grafitizable" o "duro" es un prometedor, material de ánodo de bajo costo en tecnología de baterías. Incluso a bajas temperaturas, exhibe una cinética de intercalación rápida de iones de litio. Durante la carga / descarga de una celda de batería, Los iones de litio migran desde el cátodo a través de un electrolito hasta el ánodo y viceversa. Si el material anódico, que a menudo es grafito, contiene litio previamente almacenado, el cambio de volumen de los iones de litio entrantes se nivela para garantizar una vida útil más prolongada de la celda y una cinética de carga / descarga más rápida. Se ha demostrado que el carbono duro prelitiado es un material robusto en condensadores de iones de litio. Sin embargo, el proceso de pre-litiación, que involucra un electrodo de litio puro, es complicado y caro. Por lo tanto, Yonggang Wang y su equipo en la Universidad de Fudan prefieren estrategias alternativas de prelitiación. Llevar a la fuerza, Porcelana.

En lugar del electrodo de litio adicional, introdujeron un electrodo de fosfato de vanadio rico en litio tanto para la operación de litio como para el funcionamiento normal de la batería. El cátodo pierde algunos de sus iones de litio en el ánodo en el primer proceso de carga donde se intercalan y almacenan. Luego, Los científicos combinaron el cátodo de fosfato de vanadio reducido en litio y el ánodo de carbono duro prelitiado (LixC) para formar un sistema de batería de iones de litio en funcionamiento. Esta celda completa "mantiene las características de alta densidad de energía de las baterías de iones de litio convencionales y exhibe una alta potencia similar a un supercondensador y una vida útil prolongada, "explicaron los científicos. Además, mantiene aproximadamente dos tercios de su capacidad a temperaturas tan bajas como menos 40 grados Celsius. Las baterías de iones de litio convencionales retienen solo el 10 por ciento. "Este logro surge de la capacidad inherente a bajas temperaturas del cátodo de fosfato de vanadio y la cinética rápida del ánodo de carbono duro prelitiado, ", dijeron los autores. Muchas pruebas posteriores mostraron que estas baterías cumplían con los demás parámetros de las celdas electroquímicas.

Un defecto, todavía, es el electrolito que pierde conductividad en condiciones de frío extremo. Si se resuelve este punto, este sistema puede proporcionar un diseño atractivo para un mejor rendimiento, Motores de automóviles eléctricos resistentes al invierno.