Resumen

La actualidad está marcada por el progreso de la tecnología relacionada con el almacenamiento de energía. Uno de los dispositivos prioritarios y prometedores de almacenamiento de energía son las baterías de iones de litio (LIB), que tienen una alta densidad energética y un bajo nivel de autodescarga. Para aumentar la capacidad de carga y las características generales de las LIB, los investigadores piensan en sustituir uno de los electrodos, en concreto el ánodo, por materiales más prometedores y baratos. De todos los materiales posibles en el mercado, el silicio (Si) es uno de los más eficaces, prometedores, baratos y extendidos. En contraste con el Si puro, los compuestos basados en él están cada vez más extendidos y se utilizan activamente como material para las LIB.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la tecnología electrónica no se detiene, por lo que es necesario desarrollar baterías estables, potentes y duraderas. En la actualidad, los científicos recurren cada vez más al estudio del silicio metálico, al desarrollo de tecnología para la creación de baterías y su uso en dispositivos portátiles, y al aumento de la capacidad de carga de las estructuras utilizadas.

Las baterías de iones de litio (LIB) son uno de los tipos de almacenamiento de energía más comunes y utilizados en los dispositivos electrónicos modernos del mercado. LIB se compone de dos electrodos, uno de los cuales está cargado negativamente (ánodo), y el otro está cargado positivamente (cátodo).Se sabe que las bolas de metal trabajan en condiciones muy difíciles: choque y dinámica, bajo cargas estáticas y el aumento de desgaste. Esto es especialmente cierto en el caso de las bolas de molienda de los molinos metalúrgicos, cuyo coste de sustitución en algunos casos es igual al coste de la electricidad.

El espacio entre el cátodo y el ánodo se rellena con un separador poroso, que sirve para evitar un cortocircuito entre los electrodos.

El separador también proporciona la reserva de electrolito necesaria para una alta conductividad iónica [1]. A medida que los iones de litio (Li) se desplazan desde el ánodo a través del electrolito hasta el cátodo, se genera una corriente eléctrica. El consumo energético de la LIB viene determinado por el número de iones de litio.

El material más prometedor en este campo es el silicio (Si). La capacidad eléctrica teórica del Si poroso alcanza los 4 140 mAh/g, mientras que la capacidad del grafito utilizado es menos de 10 veces (372 mAh/g) [2]. La desventaja de utilizar Si como ánodo en la LIB es el cambio de su volumen durante la litiación y la deslitiación.

Una de las formas de aumentar la resistencia del Si en la producción de LIB y reducir el tiempo de carga es reducir el grosor del ánodo de Si a nanoescala y/o crear materiales compuestos [1].

• Materias:Almacenamiento de energía Baterías de iones Rayos X Silicio
• Subjects:Energy storage Ion batteries X-ray Silicon
• Palabras claves:Baterías de iones de litio; Ánodo basado en silicio; Polvo; Almacenamiento de energía; Investigación con rayos X
• Keywords:Lithium-ion batteries; Silicon-based anode; Dust; Energy storage; X-ray research