Investigadores de la Universidad Tohoku de Japón han demostrado la viabilidad de sintetizar materiales de electrodos para baterías de iones de litio utilizando elementos económicos.
En un papel publicado en la revista Materiales de energía aplicada ACSlos científicos dicen que si se explora más a fondo, este método podría reducir la dependencia actual de metales como el cobalto y el níquel.
Los investigadores explicaron que el cobalto y el níquel forman una estructura cristalina adecuada para el componente clave de las LIB: los materiales del cátodo. En estos materiales, el litio se extrae/inserta fácil y reversiblemente.
Sin embargo, el objetivo en estos días es encontrar elementos económicos que puedan incorporarse a la estructura cristalina.
Con este objetivo en mente, el equipo de Tohoku decidió aprovechar la ganancia de energía de la «entropía configuracional» (el estado de aleatoriedad de un material) y amplió la solubilidad de los elementos constituyentes, sintetizando nuevos materiales de composición de electrodos: LiCr1/4Mn1/4Co1/4Ni1/4O2 y LiCr1/5Mn1/5Fe1/5Co1/5Ni1/5O2. Esto redujo significativamente el uso de cobalto y níquel.
“Nuestro enfoque desbloquea el potencial de otros elementos no utilizados y nos permitirá optimizar las propiedades de múltiples electrodos simultáneamente gracias a los diseños de materiales flexibles”, dijo el investigador principal Tetsu Ichitsubo en un comunicado de prensa.
Ichitsubo y su grupo también aclararon los mecanismos de degradación que afectan al ciclo de la batería con estos nuevos materiales. En su opinión, esto servirá como guía para desarrollar nuevos componentes de alto rendimiento utilizando la estrategia de alta entropía.
Dicen que, si bien la ciclabilidad y la capacidad no coincidían con las LIB convencionales en la actualidad, la capacidad de sintetizar nuevos materiales de electrodos abre nuevas vías para la investigación de las LIB.
