Nuevos descubrimientos sobre la batería de litio-oxígeno: sobrepotencial y sus causas

Las baterías de óxido de litio, a menudo aclamadas como el futuro del almacenamiento de energía, actualmente enfrentan limitaciones que impiden su uso generalizado. Una de estas importantes limitaciones es la presencia de grandes sobretensiones durante el proceso de carga.

Esto significa que el voltaje necesario para cargar aumenta significativamente, lo que significa una baja eficiencia. En un nuevo estudio publicado en la revista químicaprofe. Francesco Ciucci de la Universidad de Bayreuth y sus socios de investigación en China pudieron identificar y explicar las causas de estos sobrepotenciales por primera vez.

Los resultados de la investigación podrían ayudar a acelerar el desarrollo de baterías de litio-oxígeno más eficientes y eficientes y otras baterías recargables. Esto se debe a que los factores que están causalmente involucrados en el sobrepotencial ahora se pueden distinguir claramente entre sí. En particular, incluyen la cinética a largo plazo del peróxido de litio (Li₂ACERCA DE₂) oxidación y pasivación de la superficie con carbonato de litio (Li₂ESTAFA₃). La espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) puede monitorear estos procesos por separado mientras la batería se está cargando.

“En nuestro estudio, integramos la espectroscopia de impedancia electroquímica utilizando distribución de tiempo capacitiva y distribución de tiempo de relajación, junto con espectrometría de masas electroquímica diferencial in situ. Esto permitió un estudio con resolución temporal del mecanismo de carga en un modelo fijo del catalizador desplegado como representante de LiO₂ electrodo de batería”, dice el Prof. Dr. Francesco Ciucci, profesor de diseño de electrodos para almacenamiento de energía electroquímica en la Universidad de Bayreuth.

Es miembro del Centro Bávaro de Tecnología de Baterías (BayBatt). Trabajo científico publicado en química demuestra la eficacia de este enfoque de investigación. Al mismo tiempo, sin embargo, los autores enfatizan que se necesitan más estudios experimentales para establecer mejor el mecanismo.