Baterías con mayor capacidad: ¡el secreto puede estar en estaño!

Los investigadores de HZB han encontrado que la espuma de estaño altamente porosa puede aliviar la tensión mecánica en las baterías de iones de litio, convirtiéndose en una alternativa prometedora a los electrodos de grafito convencionales. De hecho, puede ser el secreto de las baterías más fuertes y duraderas.

Baterías con mayor capacidad: ¡el secreto puede estar en estaño!

Los electrodos basados ​​en metal en baterías de iones de litio ofrecen capacidades significativamente más altas que los electrodos de grafito tradicionales. Sin embargo, tienden a degradarse debido al estrés mecánico durante los ciclos de carga y descarga. Los investigadores de HZB han demostrado que una espuma de estaño altamente porosa puede absorber mejor este voltaje, mejorando la estabilidad del electrodo. Este descubrimiento coloca la espuma de estaño como un material prometedor para las baterías de iones de litio.

Las baterías de iones de litio convencionales generalmente usan electrodos de graffiti con carga múltiple. Se unen a los contraataques de óxido de cobalto. Durante los ciclos de carga y descarga, los iones de litio migran a graffiti con un cambio de volumen mínimo, preservando la integridad estructural. Sin embargo, la capacidad de Graphite es limitada, lo que lleva a buscar materiales alternativos con un mayor potencial de almacenamiento de energía.

La lata como material de alta capacidad

Los electrodos basados ​​en metal, como aluminio o estaño, tienen el potencial de ofrecer una mayor capacidad. Sin embargo, tienden a expandirse significativamente en el volumen cuando se absorbe el litio, que se asocia con cambios estructurales y fatiga del material. La estaño es particularmente atractiva porque su capacidad por kilogramo es casi tres veces mayor que el graffiti. Además, no es una materia prima rara, que esté disponible en abundancia.

La promesa de la tecnología de espuma de estaño

Mientras tanto, el Dr. Francisco García-Moreno, uno de los investigadores del proyecto, produjo la mejor versión del electrodo de estaño. Una espuma de estaño con numerosos poros de dimensión micrométrica. Por lo tanto, pudo demostrar que la tensión mecánica en una espuma de estaño de este tipo durante la expansión del volumen se reduce significativamente. Esto hace que las espumas de estaño sean un material interesante para las baterías de litio. Sin embargo, permite almacenar significativamente más iones de litio, lo que permite un aumento en la capacidad.