Desarrollan baterías con mayor carga energética gracias a nano-cables de silicio

Una compañía con sede en Menlo Park, California, planea vender un nuevo tipo de ánodo para baterías de litio-ion que, según la compañía, le permitirá a los vehículos eléctricos viajar más lejos y a los dispositivos móviles durar más tiempo sin una recarga. Los ánodos de litio-ion de Amprius están hechos de nanocables de silicio, que puede almacenar 10 veces más carga que el grafito, el material utilizado para las baterías de ion-litio actuales. Según la compañía, los vehículos eléctricos que corren 200 millas entre cargas podría recorrer 380 millas con sus nuevas baterías, y los portátiles que tienen cuatro horas de tiempo de ejecución podrían usarse siete horas entre cargas.
Mientras que otras compañías de baterías avanzadas se centran en el poder, lo que hace que la carga sea rápida, Amprius está tratando de mejorar la densidad de energía. Cuanta más energía total una batería pueda almacenar, más tiempo se puede alimentar a un coche o un teléfono sin necesidad de recargas.
Cuando las baterías de iones de litio se cargan, los iones de litio se mueven desde el cátodo al ánodo, mientras que los electrones fluyen a través de un circuito eléctrico externo, el proceso se invierte durante la descarga. El silicio se ha mostrado prometedor como un material del ánodo, ya que puede retener mucho más litio que los materiales de carbono que se utilizan ahora. De hecho, la densidad teórica máxima de energía del silicio es 10 veces mayor que el carbono. Pero el silicio es frágil y tiende a hincharse y el fallar después de un solo ciclo de carga.
Sin embargo, los ánodos de pilas hechas de nanocables de silicio pueden ser cargados una y otra vez sin daños. Este otoño, Yi Cui, fundador Amprius y profesor asistente de ciencia de los materiales e ingeniería de Stanford, demostró que los ánodos de silicio nanoestructurados aumentan la capacidad de almacenamiento de carga sin romperse. Esto es porque los delgados nanocables son flexibles, lo que alivia la tensión cuando la batería es cargada y descargada. Y las colecciones de nanocables tienen una superficie muy elevada, lo que significa más sitios de interacción con el litio.
La compañía ha realizado una serie de mejoras en el proceso de desarrollo de nanocables para hacerlos compatibles con la fabricación a gran escala. Agregan que los ánodos pueden ser cultivados a gran escala a una gran velocidad en grandes áreas de papel de aluminio y con menores costos de materiales.
Amprius está en conversaciones con fabricantes de vehículos y de electrónica, y ya elevó su primera ronda de financiación en marzo. La compañía espera recaudar más fondos el próximo verano para construir una línea de producción piloto.
No importa cuán bueno es el ánodo, la capacidad de carga total de una batería también depende del cátodo. El rendimiento de hoy en día de los cátodos de iones de litio no es tan bueno como el de los ánodos que Amprius está desarrollando.
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