Baterías de ion-litio con ánodo de estaño

Los científicos siguen recorriendo la tabla periódica de los elementos en busca de los mejores materiales para las baterías, tanto para el electrolito como para los electrodos. En este caso nos llega desde Suiza una publicación en la que se usa estaño como material para el ánodo.

El estaño es un material ideal por su gran capacidad para alojar átomos de litio durante la carga y ya se ha usado comercialmente por Sony dando ligeras mejoras en la capacidad. Según esta publicación, usando la configuración adecuada se puede doblar esa capacidad y llegar a mantenerla por un tiempo más largo.

Hemos hablados muchas veces sobre cual es el material ideal para el ánodo. El silicio es un buen ejemplo, ya que tiene una capacidad de alojar átomos de litio 10 veces superior a la del grafito, que es el material usado en la mayoría de las baterías que encontramos hoy en día en el mercado. Y conocemos las limitaciones, fundamentalmente que se necesita un material capaz de absorber los grandes cambios de volumen que alojar los átomos del electrolito supone.

El estaño, del que ya vimos su potencial para las baterías de ion-sodio y que en el caso del litio es capaz de almacenar hasta 4 veces más átomos de electrolito que el carbono o grafito, da al nuevo ánodo desarrollado en Suiza una capacidad especifica por encima de los 700 mAh/g, el doble que los ánodos convencionales.

El truco que han encontrado para hacer que mantenga su estado integro a los largo de los ciclos de carga y descarga es utilizar partículas minúsculas, dando el mejor resultado los cristales de tan solo 10 nanómetros, que van mezclados con el grafito. En los experimentos realizados con estas nanopartículas el ánodo es capaz de retener la mayor parte de su carga después de más de 100 ciclos, mientras que usando partículas más grandes sufre una gran perdida de capacidad.

El proceso propuesto es sencillo y totalmente compatible con los métodos de fabricación convencionales. De hecho las pilas Sony Nexelion ya usan estaño en su ánodo, mejorando en un 30% la capacidad de las pilas convencionales, pero solo pueden usar una baja cantidad de este material en forma de partículas irregulares en el orden de las micras. Lo interesante pues de este nuevo trabajo es cómo se mejoran los resultados usando partículas nanométricas y de tamaños homogeneos, así como la síntesis reportada para su fabricación, por lo que de mejorar los resultados el paso para una evolución de las baterías de ion-litio actuales sería posible.

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Fuente | JACS