Dramáticamente más duradero, Pueden ser posibles baterías de metal de litio de carga más rápida y más seguras, según la investigación de Penn State, publicado recientemente en Energía de la naturaleza .

Los investigadores desarrollaron un modelo tridimensional Esponja de polímero reticulado que se adhiere al revestimiento metálico de un ánodo de batería.

"Este proyecto tiene como objetivo desarrollar la próxima generación de baterías metálicas, "dijo Donghai Wang, profesor de ingeniería mecánica e investigador principal del proyecto. "El metal de litio se ha probado en baterías durante décadas, pero hay algunas cuestiones fundamentales que inhiben su avance ".

Bajo tensión adicional, como en los métodos de carga rápida deseados en vehículos eléctricos, Las baterías de iones de litio (Li) son vulnerables al crecimiento dendrítico, formaciones en forma de agujas que pueden reducir el ciclo de vida y potencialmente causar problemas de seguridad, incluidos incendios o explosiones.

"Nuestro enfoque fue utilizar un polímero en la interfaz del metal Li, Wang explicó. El material actúa como una esponja porosa que no solo promueve la transferencia de iones, pero también inhibe el deterioro.

"Esto permitió que el revestimiento de metal estuviera libre de dendritas, incluso a bajas temperaturas y condiciones de carga rápida, " él dijo.

Wang, que es un miembro de la facultad afiliado de los Institutos de Energía y Medio Ambiente de Penn State, también pertenece al Centro de Tecnología de Almacenamiento y Energía de Baterías, un instituto de investigación líder en almacenamiento de energía.

Un componente crítico tanto de la IEE como de la misión del BEST Center, este proyecto reunió a investigadores de diferentes disciplinas dentro de la Universidad.

"La colaboración en esta cohorte realmente ayudó a impulsar este documento, "Explicó Wang." Nos permitió examinar los diferentes aspectos de este problema, de la ciencia de los materiales, Ingeniería Química, química, y perspectivas de la ingeniería mecánica ".

En este trabajo colaborativo, El grupo de Long-Qing Chen en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales realizó un trabajo de modelado para comprender la mejora de los ánodos de metal Li.

Las aplicaciones prácticas de este trabajo podrían permitir tecnologías de baterías metálicas más potentes y estables que son parte integral de la vida cotidiana. según los investigadores.

"En un vehículo eléctrico, podría aumentar el alcance de una unidad antes de necesitar una carga en cientos de millas, ", dijo Wang." También podría dar a los teléfonos inteligentes una mayor duración de la batería ".

Mirando hacia el futuro, el equipo explorará las aplicaciones prácticas en una celda de batería de gran formato para demostrar sus ventajas y viabilidad.

Wang dijo:"Queremos impulsar estas tecnologías. Con este trabajo, Estoy seguro de que podemos duplicar el ciclo de vida de estas baterías de metal de litio ".