Uso de óxido de tungsteno de Niobium para permitir que las baterías de litio se carguen más rápido
Cambio de red anisotrópica sobre la intercalación de iones de litio. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-57576-1
Un equipo de ingenieros, químicos y científicos de materiales en China y Estados Unidos ha encontrado un material que puede usarse para acelerar drásticamente el tiempo de carga para las baterías de litio sin pérdida de capacidad. En su estudio publicado en la revista Nature Communications, el grupo utilizó microscopía electrónica y aprendizaje automático para encontrar un material que podría usarse para superar los cuellos de botella durante la carga.
Uno de los principales objetivos de los fabricantes de baterías de iones de litio en los últimos años ha acelerado la carga de la batería, especialmente las baterías grandes, como las utilizadas en vehículos eléctricos. El equipo señaló que la carga de batería más rápida requiere un material que pueda reducir los cuellos de botella planteados por los materiales utilizados actualmente en tales baterías.
Para encontrarlo, los investigadores recurrieron a la microscopía electrónica, para observar cómo una carga se movía a través de cristales de óxido de tungsteno de Niobium (NBWO). Descubrieron que la estructura de los cristales tenía un gran impacto en las velocidades de carga. Más específicamente, descubrieron que si los cristales se organizaran al azar mientras se cultivaban, la carga ocurriría mucho más rápido debido a una reducción en la distorsión de la red.
Luego, el equipo recurrió al aprendizaje automático para ayudarlos a encontrar los cristales NBWO específicos que proporcionarían el tipo de mejoras de rendimiento que vieron con el microscopio electrónico. Después de probar 84,000 posibilidades, encontraron RGO/NB₁₆W₅O₅₅.
Las pruebas del material mostraron que cuando se cargó a 80 ° C, el material permitió la carga a una velocidad de 116 miliampas por grano en solo 45 segundos. Eso, señala el equipo, es el 68.5% del límite creído de las baterías de iones de litio ahora en el mercado. También fue más rápido que el punto de referencia establecido por el consorcio de baterías avanzadas de EE. UU.
Después de construir un prototipo utilizando el nuevo material, el equipo descubrió que podría contener el 77% de la capacidad inicial después de 500 ciclos de carga, al tiempo que mantenía una alta densidad de energía.
El equipo de investigación reconoce que tienen mucho más trabajo por delante antes de que una batería que use su material podría comercializarse, como resolver el problema de las no coincidencias de espesor del electrodo con especificaciones comerciales.
Más información: Yaqing Guo et al, mejorando la capacidad de carga rápida de las baterías de iones de litio basadas en NBWO, Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-57576-1
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Cita: Uso de óxido de tungsteno de Niobium para permitir que las baterías de litio se carguen más rápido (2025, 24 de marzo) Recuperado el 24 de marzo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-03-niobium-tungsten-oxide-lithium-batteries.html
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