Semana nueva y batería nueva. Ahora electrodos hechos de nanopartículas de óxidos de manganeso y titanio en lugar de cobalto y níquel
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Científicos de la Universidad de Yokohama (Japón) han publicado un trabajo de investigación sobre células en las que el cobalto (Co) y el níquel (Ni) han sido reemplazados por óxidos de titanio (Ti) y manganeso (Mn), molidos a un nivel en el que el tamaño de las partículas están en los cientos. nanómetros. Las celdas deberían ser más baratas de fabricar y tener una capacidad comparable o mejor que las celdas modernas de iones de litio.
La ausencia de cobalto y níquel en las baterías de iones de litio significa menores costos.
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- La ausencia de cobalto y níquel en las baterías de iones de litio significa menores costos.
- ¿Qué se ha logrado en Japón?
Las celdas típicas de iones de litio se fabrican utilizando varias tecnologías diferentes y diferentes conjuntos de elementos y compuestos químicos utilizados en el cátodo. Los tipos más importantes son:
- NCM o NMC, es decir, a base de cátodo de níquel-cobalto-manganeso; son utilizados por la mayoría de los fabricantes de vehículos eléctricos,
- NKA - es decir a base de cátodo de níquel-cobalto-aluminio; Tesla los usa
- LFP - a base de fosfatos de hierro; BYD los usa, algunas otras marcas chinas los usan en autobuses,
- LCO - a base de óxidos de cobalto; no conocemos un fabricante de automóviles que los usaría, pero aparecen en la electrónica,
- OVM, es decir, a base de óxidos de manganeso.
La separación se simplifica por la presencia de enlaces que conectan tecnologías (por ejemplo, NCMA). Además, el cátodo no lo es todo, también hay un electrolito y un ánodo.
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El objetivo principal de la mayoría de las investigaciones sobre las celdas de iones de litio es aumentar su capacidad (densidad de energía), la seguridad operativa y la velocidad de carga al mismo tiempo que prolongan su vida útil. mientras se reducen los costos... Los principales ahorros de costos provienen de eliminar el cobalto y el níquel, dos de los elementos más costosos, de las celdas. El cobalto es especialmente problemático porque se extrae principalmente en África, a menudo con niños.
Los fabricantes más avanzados de la actualidad son de un solo dígito (Tesla: 3 por ciento) o menos del 10 por ciento.
¿Qué se ha logrado en Japón?
Los investigadores de Yokohama afirman que lograron reemplazar completamente el cobalto y el níquel con titanio y manganeso. Para aumentar la capacitancia de los electrodos, molieron algunos óxidos (probablemente manganeso y titanio) para que sus partículas tuvieran un tamaño de varios cientos de nanómetros. La molienda es un método comúnmente utilizado porque, dado el volumen del material, maximiza el área superficial del material.
Además, cuanto mayor sea el área de la superficie, más rincones y grietas en la estructura, mayor será la capacidad del electrodo.
El comunicado muestra que los científicos han logrado crear un prototipo de células con propiedades prometedoras y ahora están buscando socios en empresas de fabricación. El siguiente paso será una prueba masiva de su resistencia, seguida de un intento de producción en masa. Si sus parámetros son prometedores, llegarán a los vehículos eléctricos a más tardar en 2025..
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