Los electrodos de batería de nanopartículas depositados a través de la deposición electroforética podrían dar lugar a baterías más ligeras y eficientes. En la parte superior hay un esquema del proceso de EPD. El medio es una imagen de microscopio electrónico del electrodo de nanopartículas.
(Phys.org) —Los científicos de materiales han desarrollado un sencillo forma robusta de fabricar libres de carbono y polímeros, películas coloidales ligeras para electrodos de baterías de iones de litio, lo que podría mejorar enormemente el rendimiento de la batería.
Al desarrollar un método para electrodos sin aditivos que mantienen una alta conductividad, los investigadores han abierto nuevas posibilidades para reducir el peso y el volumen de las baterías, al mismo tiempo que crea un sistema de plantilla para estudiar la física de los electrodos de nanopartículas.
La obra, dirigido por Richard Robinson, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, y el estudiante de posgrado Don-Hyung Ha, aparece en la edición del 10 de octubre de Nano letras (Vol. 12, No. 10).
Las nanopartículas se han investigado ampliamente como cátodo y ánodo activos en baterías de iones de litio, componentes comunes de los dispositivos electrónicos, porque pueden mejorar las propiedades electroquímicas de las baterías.
Para utilizar nanopartículas coloidales para los electrodos, había sido necesario combinarlos con materiales conductores a base de carbono para mejorar el transporte de carga, así como aglutinantes poliméricos para unir las partículas y al sustrato del electrodo, Dijo Robinson. Este proceso agregó un peso adicional a la batería y dificultó el modelado del movimiento de iones de litio y electrones a través de la mezcla.
La técnica de procesamiento crítica que Robinson y sus colegas utilizaron fue la deposición electroforética, que une las nanopartículas metálicas a la superficie del sustrato del electrodo entre sí en un ensamblaje, creando fuertes contactos eléctricos entre las partículas y el colector de corriente.
El proceso da como resultado una mejora significativa en el ensamblaje de electrodos de batería que no se puede replicar con métodos convencionales. Una vez adjunto, las partículas ya no son solubles y son mecánicamente robustas. De hecho, este procesamiento crea una película que tiene una estabilidad mecánica superior en comparación con las películas fabricadas por métodos convencionales de fabricación de baterías con aglutinantes, Dijo Robinson.
Esta investigación ha dado lugar al primer electrodo de batería de película de nanopartículas de óxido de cobalto fabricado sin utilizar aglutinantes ni aditivos de negro de humo. y muestran altas capacidades gravimétricas y volumétricas, incluso después de 50 ciclos.
