Mecanismo de retroalimentación positiva para aumentar el voltaje de carga de las baterías de litio

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías Li-O no acuosas sufren de grandes potenciales de sobrecarga, lo que lleva a una baja eficiencia y degradación del material.
• Los complejos mecanismos de reacción impiden una comprensión completa de estos potenciales excesivos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el paso de reacción específico que causa el aumento del exceso de potencial durante la carga.
• Elucidar los orígenes del mecanismo de retroalimentación positiva que aumenta la tensión de la célula.

Principales métodos:

• Utilizó el refinamiento de Rietveld de la difracción de rayos X de polvo ex situ.
• Se empleó la técnica de titulación intermitente galvanostática (GITT).
• Se analizaron las propiedades estructurales y electroquímicas de las fases Li_2-O₂.

Principales resultados:

• Se identificó una fase de Li_2-O₂ con deficiencia de Li durante la carga.
• Determinación de la deslitización en solución sólida como paso determinante de la velocidad.
• Se observó una disminución en el coeficiente de difusión Li⁺ (D_Li) con el aumento de la tensión, causando una desaceleración de la tasa de oxidación y un aumento de la tensión.

Conclusiones:

• Un circuito de retroalimentación positiva aumenta intrínsecamente el voltaje de la célula durante el paso inicial de carga.
• La extensión de la continuidad del proceso de carga es posible mediante la estabilización de la velocidad de oxidación, el voltaje de la célula y D _{Li .}