ELECTRODOS DE SILICIO AMORFO PARA BATERÍAS DE ION-LITIO
El grafito es el material más empleado como electrodo en baterías de ion-litio. Por contra, es un material con baja capacidad energética (372 mAh/g) y además es uno de los materiales considerados como críticos dado su gran volumen de uso y su posible riesgo de suministro. Por ello, es imperativo potenciar la búsqueda de materiales alternativos, que sean abundantes, sostenibles y con mejores prestaciones que el grafito. En este trabajo proponemos el silicio, material ampliamente disponible y con una capacidad de almacenaje once veces superior al grafito. En cambio, debido a los grandes cambios de volumen durante la litiación, tiende a romperse, disminuyendo así el tiempo de vida de las baterías. Para solventar este problema, hemos investigado el silicio amorfo en lámina delgada y en nanoestructuras ya que, debido a su estructura amorfa, porosidad y elevada superficie específica, absorbe mejor los cambios de volumen. Además, es más viable económicamente que el silicio cristalino. Con este tipo de electrodos, hemos logrado baterías con capacidades superiores a 2.500 mAh/g tras 50 ciclos de carga-descarga.
ELECTRODOS DE SILICIO AMORFO PARA BATERÍAS DE ION-LITIO
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DOI: 10.22533/at.ed.5252324103
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Palavras-chave: electrodos, ánodos, baterías de ion-litio, silicio amorfo, nanohilos
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Keywords: electrodes, anodes, lithium-ion batteries, amorphous silicon, nanowires.
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Abstract:
Graphite is the most widely used material as an electrode in lithium-ion batteries. However, it is a material with low energy capacity (372 mAh/g) and is also one of the materials considered raw critical material due to its high usage volume and potential supply risks. Therefore, it is imperative to enhance the search for alternative materials that are abundant, sustainable, and offer better performance than graphite. In this study, we propose silicon, a widely available material with a storage capacity eleven times greater than that of graphite. However, due to significant volume changes during lithiation, silicon tends to fracture, thereby reducing the battery's lifespan. To address this issue, we have investigated amorphous silicon in thin film and nanostructures. Due to its amorphous structure, porosity, and high specific surface area, it better accommodates volume changes. Additionally, it is more economically viable than crystalline silicon. With these types of electrodes, we have achieved batteries with capacities exceeding 2.500 mAh/g after 50 charge-discharge cycles.
- Rocío Barrio
- Nieves González
- Carmen Morant
