Investigadores de la Universidad de California, Riverside Bourns College of Engineering ha desarrollado un tridimensional, decorado con silicona, Arquitectura de racimo de nanotubos de carbono en forma de cono para ánodos de baterías de iones de litio que podrían permitir la carga de dispositivos electrónicos portátiles en 10 minutos, en lugar de horas.

Las baterías de iones de litio son la batería recargable preferida para dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos. Pero, presentan problemas. Las baterías de los vehículos eléctricos son responsables de una parte importante de la masa del vehículo. Y el tamaño de las baterías en los dispositivos electrónicos portátiles limita la tendencia a reducir el tamaño.

El silicio es un tipo de material de ánodo que está recibiendo mucha atención porque su capacidad de carga total es 10 veces mayor que la de los ánodos comerciales de baterías de iones de litio basados ​​en grafito. Considere una batería empaquetada de celda completa. Reemplazar el ánodo de grafito de uso común con ánodos de silicio potencialmente resultará en un aumento del 63 por ciento de la capacidad total de la celda y una batería que es un 40 por ciento más liviana y más pequeña.

En un papel Grupos de nanotubos de carbono en forma de cono decorados con silicio para el ánodo de la batería de iones de litio , publicado recientemente en la revista Pequeña , Los investigadores de UC Riverside desarrollaron una estructura novedosa de arquitectura de racimos de nanotubos de carbono en forma de cono decorada con silicio tridimensional a través de la deposición de vapor químico y el tratamiento con plasma acoplado inductivamente.

Las baterías de iones de litio basadas en esta nueva arquitectura demuestran una alta capacidad reversible y una excelente estabilidad cíclica. La arquitectura demuestra una excelente estabilidad electroquímica e irreversibilidad incluso a altas tasas de carga y descarga. casi 16 veces más rápido que los ánodos basados ​​en grafito usados ​​convencionalmente.

Los investigadores creen que la velocidad ultrarrápida de carga y descarga se puede atribuir a dos razones:dijo Wei Wang, autor principal del artículo.

Uno, La conexión perfecta entre la lámina de cobre cubierta de grafeno y los nanotubos de carbono mejora la integridad del contacto entre el colector de corriente y el material activo, lo que facilita la carga y la transferencia térmica en el sistema de electrodos.

Dos, la arquitectura en forma de cono ofrece pequeños canales interpenetrantes para un acceso más rápido del electrolito al electrodo, lo que puede mejorar el rendimiento de la frecuencia.