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Hace unos meses os presentábamos un prometedor nuevo tipo de batería de litio acuosas que gracias a una modificación del ánodo ofrecían unos niveles de densidad energética superiores, al mismo tiempo que lograban reducir los tiempos de recarga a los que necesita un coche con motor de combustión en una gasolinera.

La investigación sigue en este campo y los nuevos descubrimientos auguran mejorar los tiempos de recarga. Una reciente publicación en Nano Letters acaba sus conclusiones diciendo que “su recarga sería más rápida que llenar el depósito de gasolina”.

Lo más interesante de esta publicación es la forma en que lo han conseguido, ya que no han modificado los elementos de una batería acuosa de litio ni han necesitado concentraciones extremas de aditivos, la idea principal se basa en crecer de forma selectiva los cristales de LiMn₂O₄ del cátodo.

La disposición de los átomos en un cristal puede otorgar diferentes cualidades químicas o físicas para cada dirección en éste, algo así como correr en un campo de maíz en la dirección de los surcos o a través de las hileras de plantas. Esta propiedad se usa mucho en microelectrónica y células fotovoltaicas y en este caso parece que el plano (4 0 0) del cristal de LiMn₂O₄ mejora la captura y la liberación de los átomos de litio.

Así, usando un cátodo de cristales de LiMn₂O₄ con el plano (4 0 0) expuesto al electrolito han conseguido llegar a cargas a 600C, lo cual reduce la operación a tan solo 6 segundos. Manteniendo un 53,9% de la capacidad total del cátodo, que puede llegar a los 110 mAh/g a 4.5 C (13 min de recarga). El cátodo mantiene una eficiencia culómbica cercana al 100% sin una caída apreciable por encima de los 1200 ciclos, algo típico de este tipo de tecnología.

Para lograr este crecimiento controlado utilizaron nanotubos de carbono como plantilla para el crecimiento ordenado y selectivo de los cristales con orientación (4 0 0), lo cual supone un proceso extra en la fabricación con sus consecuentes costes, pero que tal vez compensen por las mejoras logradas o se puedan reducir en el futuro.

Se trata de un avance en paralelo al presentado anteriormente, ya que en aquel caso se trataba del ánodo y ahora de cátodo y parece que ambas técnicas son totalmente compatibles. En cualquier caso éste es un ejemplo del potencial de las baterías de litio acuosas y de su uso para vehículos eléctricos, y supone un paso más en las mejoras de las baterías, para lo que merece la pena esperar el tiempo que sea necesario.

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Fuente | Nano Letters