Las baterías de iones de litio de carga rápida están en todas partes, lo que fortalece todo, desde teléfonos celulares y computadoras portátiles hasta vehículos eléctricos. También son conocidos por atrapar más calor o fuego.
Ahora, con un modelo computacional moderno, el ingeniero mecánico de medicina de la Universidad de Wisconsin ha recibido una nueva comprensión de una tendencia que falló las baterías de litio.
Desarrollado por el profesor asistente de ingeniería mecánica Vio Lee en UW Madison, el modelo describe el enchapado de litio, que moviliza el litio metálico de carga de alta velocidad para construir en el ánodo de la batería, lo que hace que la batería se deteriore o se incendiera.
Este conocimiento puede conducir a baterías de iones de litio de alta velocidad que son seguras y duraderas.
Hasta ahora, los mecanismos que movilizan el enchapado de litio no se han entendido bien. Con su modelo, Lee enseñó placas de litio en el ánodo de grafito en la batería de litio. El modelo reveló cómo el complejo revestimiento de litio bilateral entre el transporte de iones y las reacciones electroquímicas. Describió sus resultados en detalle en un artículo publicado en la revista el 10 de marzo de 2025 Postes de energía ACS.
“Usando este modelo, logré establecer factores clave, como las condiciones de funcionamiento y el inicio de las características del material y el lanzamiento del enchapado de litio”, dice Lee. “Con estos resultados, he desarrollado una diarrea que proporciona una orientación basada en la física sobre estrategias para reducir el enchapado. Arya hace que estos resultados sean muy accesibles, y los investigadores pueden usar los resultados sin la necesidad de realizar ninguna imitación adicional”.
Los investigadores pueden usar los resultados de Lee no solo para diseñar el mejor material de la batería, sino también lo importante es cargar el protocolo que extiende la duración de la batería.
“Esta guía basada en física es valiosa porque nos permite determinar el método máximo para ajustar la densidad de corriente durante la carga en función de la carga y las propiedades del material para evitar el enchapado de litio”, dice Lee.
La investigación previa sobre el enchapado de litio se centra principalmente en temas extremos. En particular, el modelo de Lee proporciona una forma de investigar el inicio del enchapado de litio, lo que ofrece una amplia gama de condiciones, lo que permite una imagen más completa de este fenómeno.
Lee planea desarrollar su modelo para agregar factores mecánicos, como una generación de estrés, para encontrar sus efectos sobre el enchapado de litio.
