El cuadro (a) muestra un esquema de la nanorred, una estructura reticular de disilicida de titanio (TiSi2) recubierta con partículas de silicio (Si) para formar el componente activo para el almacenamiento de iones de litio. Una vista microscópica (b) del revestimiento de silicio de las nanorredes. La cristalinidad (c) del núcleo de Nanonet y el revestimiento de Si. La cristalinidad de TiSi2 y Si (resaltada por la línea roja punteada) se muestra en una imagen resuelta en celosía (d) de microscopía electrónica de transmisión. Crédito:Nano Letters
Una diminuta estructura de titanio similar a un andamio de nanorredes recubiertas con partículas de silicio podría allanar el camino para más rápido, Baterías de iones de litio más ligeras y duraderas, según un equipo de químicos del Boston College que desarrollaron el nuevo material de ánodo utilizando nanotecnología.
Las nanorredes en forma de red desarrolladas en el laboratorio del profesor asistente de química Dunwei Wang ofrecen una resistencia estructural única, más superficie y mayor conductividad, que produjo una tasa de carga / recarga de cinco a 10 veces mayor que el material típico de ánodo de iones de litio, un componente común en las baterías para una amplia gama de productos electrónicos de consumo, según los hallazgos publicados en la edición en línea actual de la revista American Chemical Society Nano letras .
Además, las nanorred demostraron ser excepcionalmente duraderas, mostrando una caída insignificante en la capacidad durante los ciclos de carga y recarga. Los investigadores observaron un promedio de 0.1% de desvanecimiento de la capacidad por ciclo entre los ciclos 20 y 100.
"A medida que los investigadores buscan la próxima generación de tecnología de baterías de iones de litio recargables, Se ha hecho especial hincapié en el aumento de potencia y una mayor duración de la batería. "dijo Wang." En ese contexto, el dispositivo Nanonet da un gran paso hacia esos dos objetivos y nos da un material de ánodo superior ".
Las baterías de iones de litio se utilizan comúnmente en dispositivos electrónicos de consumo. Este tipo de batería recargable permite que los iones de litio se muevan del electrodo del ánodo al cátodo cuando están en uso. Cuando se carga, los iones se mueven del cátodo de regreso al ánodo.
La estructura y conductividad de las nanorredes mejoraron la capacidad de insertar y extraer iones de litio del revestimiento de partículas de silicio. informó el equipo. Funcionando a una tasa de carga / descarga de 8, 400 miliamperios por gramo (mA / g), que es aproximadamente de cinco a 10 veces mayor que los dispositivos similares, la capacidad específica del material era mayor que 1, 000 miliamperios-hora por gramo (mA-h / g). Típicamente, Las baterías de iones de litio para portátiles se clasifican entre 4, 000 y 12, 000 mA / h, lo que significa que solo se necesitarían entre cuatro y 12 gramos del material del ánodo Nanonet para lograr una capacidad similar.
Wang dijo que la capacidad de preservar el núcleo de silicio de titanio cristalino durante el proceso de carga / descarga fue la clave para lograr el alto rendimiento del material del ánodo Nanonet. Investigaciones adicionales en su laboratorio examinarán el rendimiento del Nanonet como material catódico.
