El desarrollo en conjunto de investigadores de la Universidad UNIST, la Universidad de Corea y el Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST), han presentado un nuevo material para ánodos de baterías de litio, documentada en la revista Advanced Functional Materials, que permite mejorar la velocidad de carga y el ciclo de vida útil de los dispositivos.
El diseño estructural de los ánodos de baterías de litio
Los investigadores desarrollaron un ánodo híbrido compuesto por microesferas de mesocarbono (MCMB) y nanoláminas curvas de hexabenzocoroneno clorado contorsionado (Cl-cHBC). El acople 1:1 forma una estructura homogénea que facilita la inserción secuencial de iones de litio, lo que permite una mayor eficiencia de carga y evita la formación de depósitos de litio inactivo, un típico problema en cargas rápidas.
Las pruebas electroquímicas mostraron que este ánodo híbrido ofrece una capacidad de 100 mAh/g a una alta velocidad de carga de 4 A/g, superando el rendimiento del grafito. En pruebas de celda completa con cátodos de alto rendimiento (NCM811), se observó una retención del 70 % de la capacidad inicial después de 1000 ciclos a 5 °C. En formato pouch, el dispositivo alcanzó los 2100 ciclos con una eficiencia coulombiana del 99%.
Por otra parte, uno de los puntos fuertes de esta tecnología es la compatibilidad con procesos industriales existentes. La arquitectura del ánodo híbrido se puede producir mediante procedimientos convencionales, lo que facilita su adopción a gran escala. Los investigadores resaltan la posibilidad de aplicar este diseño en baterías de sodio, ampliando el campo de aplicación del descubrimiento.
El principio de inserción secuencial de iones de litio que sustenta este desarrollo representa una estrategia esencial para el diseño de futuras baterías. La movilidad eléctrica y los dispositivos electrónicos aumentan la demanda en los ciclos de carga más rápidos y prolongados. Sin embargo, con este avance tecnología, se construye una base sólida para atender a los desafíos técnicos actuales.
Fuente y foto: UNIST