Es habitual encontrar en muchas de nuestra actividades dispositivos que incorporan una batería eléctrica, a veces denominado acumulador. Consisten en una o más celdas electroquímicas susceptibles de convertir la energía química almacenada en electricidad bajo la forma de corriente continua. Cualquier celda incorpora un electrodo positivo, conocido como ánodo y otro negativo llamado cátodo, y además unas sustancias denominadas electrolitos, que hacen posible que los iones se muevan entre los electrodos, dando lugar a que la corriente fluya al exterior de la batería.

Las baterías de iones de litio usan como electrolito sales de litio.

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Sus principales ventajas son: integrantes livianos, elevada capacidad energética, resistencia frente a la descarga, poco efecto memoria y su capacidad para funcionar con un gran número de ciclos de carga/descarga. Actualmente se emplean en la mayoría de dispositivos electrónicos, como pueden ser los teléfonos móviles celulares y los ordenadores portátiles. E incluso, según un informe del Stockholm Environment Institute (Suecia), el nivel de desarrollo de las baterías de litio es suficiente para poder fabricar acumuladores asequibles para la industria automotriz.

Sin embargo, a pesar de su amplia difusión, falta mucho por investigar en las bases teóricas de este tipo de baterías, principalmente con la finalidad de aumentar sus prestaciones, y si es posible abaratar su coste. Pero alguno de los problemas de este tipo de baterías podrían estar próximos resolverse, según resultados de una investigación, publicados en la edición del 19 de junio de la revista Science, es posible diseñar baterías de iones de litio recargables que operen a voltajes más altos que las tan difundidas actualmente. Se puede acceder a la información en la Universidad de California San Diego, en EE.UU. (http://ucsdnews.ucsd.edu).

Los investigadores han utilizado una técnica de imagen de rayos X de gran alcance, combinada con nuevos algoritmos de análisis de datos para obtener información - a nivel de nanoescala - de las propiedades mecánicas de un material de interés para fabricar cátodos, conocido como espinela LNMO (compuesta de átomos de litio, níquel, manganeso, y oxígeno).

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El estudio revela la forma en que se comporta el material del cátodo mientras se carga la batería y ofrece una posible explicación de por qué este material catódico particular funciona bien en los niveles de alta tensión eléctrica, un atributo que es fundamental para las baterías utilizadas en aplicaciones de alta potencia, tales como coches eléctricos.

Es habitual que los materiales de los cátodos en las baterías de iones de litio operen a 4,2 voltios, mientras que la espinela LNMO sigue funcionando sin problema a voltajes más elevados. Las razones de por qué este material se comporta bien con tensiones elevadas han sido un misterio. Los investigadores han dado una respuesta a esta pregunta. Con las técnicas de rayos X, identificaron y localizaron defectos en el material del cátodo. Los defectos son irregularidades en la estructura atómica del material ordenado. Cuando la batería se carga a tensión elevada, los defectos se mueven dentro del material de cátodo, siendo un hallazgo significativo, ya que muestra que el material tiene una forma única de responder a la tensión bajo diferencias de potencial eléctrico superiores a lo habitual en este tipo de baterías.

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#Telefonía móvil #Estados Unidos #Investigación científica