Los investigadores del centro de investigación de baterías financiado por Tesla en la Universidad de Dalhousie aparentemente han descubierto una razón potencialmente crucial detrás de la tendencia de las baterías de iones de litio a autodescargarse. Lo que es bastante notable fue que los hallazgos del grupo fueron sorprendentemente simples pero potencialmente profundos.
Los productos electrónicos como los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles tienden a autodescargarse con el tiempo. Es un escenario demasiado familiar, donde un dispositivo pierde la carga de la batería a pesar de no usarse durante un período de tiempo. Pero si bien esto se considera normal hoy en día, los investigadores de la Universidad de Dalhousie pueden haber descubierto al culpable de la autodescarga de las baterías de iones de litio.
El Dr. Michael Metzger, profesor asistente y titular de la cátedra Herzberg-Dahn y del Departamento de Física y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Dalhousie, señaló que una cinta comercial que mantiene unidos los electrodos en las baterías de iones de litio podría contribuir de manera clave a la auto-autoevaluación. proceso de descarga.
“En las celdas de las baterías comerciales, hay una cinta, como la cinta adhesiva, que mantiene unidos los electrodos, y hay una descomposición química de esta cinta, lo que crea una molécula que conduce a la autodescarga. En nuestro laboratorio, hacemos muchos experimentos muy complejos para mejorar las baterías, pero esta vez descubrimos algo muy simple. Es algo muy simple: está en cada botella de plástico, y nadie habría pensado que esto tiene un impacto tan grande en cómo se degradan las células de iones de litio”, dijo el Dr. Metzger.
Para comprender las celdas de las baterías de iones de litio y sus comportamientos de autodescarga, el Dr. Metzger y su equipo abrieron varias celdas y las expusieron a varias temperaturas. Para su sorpresa, el equipo descubrió que la solución de electrolitos en la celda era de color rojo brillante. Explorando más a fondo, el equipo colocó celdas con una solución electrolítica común en hornos a cuatro temperaturas diferentes. Se utilizaron cuatro temperaturas de horno diferentes, que oscilaron entre 25°C y 70°C. La muestra de células a 25°C permaneció transparente, mientras que la muestra a 55°C se volvió marrón claro y la de 70°C se volvió roja como la sangre. Luego, el equipo realizó un análisis químico para examinar la composición del electrolito.
Las siguientes son las observaciones del equipo.
“Fue entonces cuando (los investigadores) encontraron que el tereftalato de polietileno, o PET, en la cinta se descompone y crea la molécula que conduce a la autodescarga. La molécula se llama lanzadera redox porque puede viajar al lado positivo del electrodo, luego al lado negativo y luego de regreso al lado positivo. Entonces, se desplaza entre los electrodos y eso crea la autodescarga, tal como se supone que debe hacer el litio. El problema es que la molécula del transbordador lo hace todo el tiempo en segundo plano, incluso cuando no se supone que el litio se mueva cuando la batería está ahí”.
“Es algo que nunca esperábamos porque nadie mira estos componentes inactivos, estas cintas y láminas de plástico en la celda de la batería, pero realmente debe tenerse en cuenta si desea limitar las reacciones secundarias en la celda de la batería”, dijo el Dr. Metzger.
Los hallazgos del Dr. Metzger y su equipo se pueden encontrar a continuación.
Buechele 2023 J. Electroquímica. Soc. 170 010518 por Simon Alvarez en Scribd
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Investigadores financiados por Tesla descubren detalles sorprendentes sobre descargas de baterías de iones de litio
