¿Qué hace al fosfato de litio-hierro un candidato para su uso en las futuras baterías de litio, conduciendo la electricidad a pesar de ser un material aislante? Unos químicos del CNRS, trabajando en colaboración con un equipo del CEA-Liten, han aclarado esta paradoja. Su modelo experimentalmente verificado demuestra que las tensiones estructurales locales dentro del material permiten a la conducción eléctrica e iónica extenderse desde un área a la próxima, haciendo que la batería funcione.

Estos resultados abren nuevos horizontes en la búsqueda de materiales mejorados para los electrodos de las baterías, y ayuda a explicar cómo se comportarán las baterías eléctricas de los automóviles del mañana.

Las baterías de ión-litio, que almacenan de tres a cuatro veces más energía por unidad de masa que las baterías tradicionales, se utilizan ahora extensamente en los dispositivos electrónicos portátiles, como por ejemplo ordenadores pequeños, teléfonos móviles, y reproductores MP3. Los materiales del electrodo positivo en estas baterías son muy eficaces pero también caros, demasiado para ser usados en las baterías grandes que se necesitan para los vehículos enteramente eléctricos y para la segunda generación de vehículos híbridos.

En el futuro, estas aplicaciones pueden depender del fosfato de litio-hierro: Es medioambientalmente respetuoso y tiene propiedades excepcionales combinadas con su bajo costo y una buena estabilidad térmica, una característica esta última que resulta importante por razones de seguridad. Todas estas cualidades le hacen el mejor candidato para ser utilizado en las baterías de litio para los automóviles eléctricos del futuro.

Unos químicos del Instituto de Química de la Materia Condensada de Burdeos (ICMCB) del CNRS y sus colaboradores del CEA-Liten son los primeros en explicar por qué el fosfato de litio-hierro conduce la electricidad a pesar de ser un material aislante.

Ellos han demostrado que los ciclos de carga y descarga de la batería son posibles por un proceso de "cascada de dominó". Este fenómeno entra en escena cuando las tensiones estructurales están presentes en la interfaz entre el material que se descarga y el material en estado descargado. La conducción eléctrica e iónica es entonces sumamente rápida en la zona de la interfaz, propagándose de un punto al siguiente, como el efecto cascada que hace que todas las fichas de dominó colocadas en vertical a corta distancia unas de otras sean derribadas por la compañera de al lado cuando tumbamos la primera.

Estos resultados son un avance importante en la búsqueda de nuevos materiales seguros y de bajo costo para los electrodos de las futuras baterías de litio.

Fuente: amazing.com