Investigadores de la Universidad de Delaware han descubierto que las películas de nanotubos de carbono fragmentados pueden servir como conductores adhesivos en baterías de iones de litio.
Las baterías de iones de litio alimentan una amplia gama de dispositivos modernos, desde teléfonos celulares, laptops, y punteros láser a termómetros, audífonos, y marcapasos. Los electrodos de estas baterías suelen comprender tres componentes:materiales activos, aditivos conductores, y aglutinantes.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Delaware ha descubierto un material conductor "pegajoso" que puede eliminar la necesidad de aglutinantes.
"El problema con la tecnología actual es que los aglutinantes perjudican el rendimiento electroquímico de la batería debido a sus propiedades aislantes, "dice Bingqing Wei, profesor de ingeniería mecánica. "Es más, Los disolventes orgánicos utilizados para mezclar los aglutinantes y los materiales conductores no solo aumentan el costo del producto final, pero también son tóxicos para los humanos ".
Nanotubos de carbono al rescate
Wei y el estudiante de doctorado Zeyuan Cao descubrieron recientemente que las macrofilms de nanotubos de carbono fragmentados (FCNT) pueden servir como conductores adhesivos, combinando dos funciones en un material. Su trabajo se informa en ACS Nano , una publicación especializada de la American Chemical Society, y han presentado una solicitud de patente sobre el descubrimiento.
Bingqing Wei lidera un equipo de investigación que ha descubierto que las películas de nanotubos de carbono fragmentados pueden servir como conductores adhesivos en baterías de iones de litio.
Wei explica que los FCNT son mallas en forma de red con "tentáculos" que se acoplan con cátodos y ánodos activos a base de litio. Luego se ensamblan utilizando un procesamiento de ultrasonido simple. El proceso no emplea disolventes orgánicos.
"Hemos descubierto que los conductores adhesivos FCNT en realidad tienen una mayor fuerza de adhesión que el PVDF, el aglutinante utilizado tradicionalmente en la fabricación de baterías de iones de litio, ", dice." También hemos demostrado que estos electrodos compuestos exhiben una conductividad eléctrica más alta que los materiales tradicionales, y hemos logrado estos beneficios en un proceso de fabricación ecológico de bajo costo que reemplaza los solventes orgánicos tóxicos con solo agua y alcohol ".
"Existe un amplio mercado de baterías de iones de litio, " él añade, "y vemos un gran potencial para el uso de esta tecnología en aplicaciones de vehículos, donde se requiere una carga y descarga rápidas ".
La estrategia de enfoque también podría emplearse para la preparación de electrodos para otros dispositivos de almacenamiento de energía, como condensadores electroquímicos.
