Como es bien sabido, los ánodos de silicio, que tienen densidades de energía mucho más altas que los ánodos de grafito, son materiales de electrodos negativos extremadamente valiosos para su uso en baterías de iones de litio de próxima generación. Sin embargo, la comercialización de ánodos a base de silicio se ha visto obstaculizada por la falta de una tecnología que pueda evitar la destrucción estructural durante los procesos de carga y descarga.
Un equipo de investigación de KAIST dirigido por el profesor Jaeyoung Jang del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales superó las limitaciones del método convencional de preparación de ánodos de silicio al proponer una tecnología para producir ánodos que utilizan grafito grabado electroquímicamente.
Los investigadores grabaron grafito con un método electroquímico para sintetizar directamente nanopartículas de silicio individuales de aproximadamente 10 nm de tamaño. Esto permitió que las partículas de silicio quedaran incrustadas de manera estable dentro de una matriz de carbono, y el silicio de tamaño nanométrico contribuyó a mejorar significativamente la densidad de energía y la vida útil del electrodo negativo.
El profesor Jang explicó que el método de grabado con grafito es superior al método existente de mezclar nanopartículas de silicio y carbono, ya que minimiza la degradación de la batería y permite la síntesis directa del electrodo negativo sin procesos adicionales. Ésta será la clave para la producción en masa y la competitividad de precios de los ánodos de silicio.
También añadió:"Esta investigación servirá como base para mejorar la densidad energética de las baterías de iones de litio con ánodos de silicio, que es el aspecto más importante que obstaculiza la comercialización de baterías de próxima generación".
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF) y Samsung SDI. También fue publicado en el Journal of Materials Chemistry A.
