Los investigadores descifran los mecanismos de reacción durante la formación de la interfase en las baterías de litio
El origen del producto de la descomposición, el metano, es más complejo de lo que se creía
Comprender en detalle todos los procesos y reacciones que se producen en el interior de la batería de iones de litio es esencial para su futuro desarrollo. En especial, las interfases, que influyen en gran medida en el rendimiento, la seguridad y la vida útil de los sistemas de almacenamiento de energía, aún no se han investigado lo suficiente. Son especialmente frágiles y vulnerables a los métodos habituales de preparación de muestras. Un equipo del Centro de Investigación de baterías MEET, dirigido por el científico Marco Leißing, ha utilizado ahora el etiquetado isotópico y la cromatografía de gases para analizar las vías de reacción durante la formación. De este modo, los investigadores no sólo han podido confirmar las ecuaciones de reacción conocidas durante la formación de la interfase, sino que también han aportado nuevos hallazgos sobre el producto de descomposición, el metano.
Enfoque básico para una mejor comprensión de la formación de interfases
"El análisis directo de las interfases y su formación sólo es posible en un grado muy limitado. Por lo tanto, los métodos indirectos son esenciales para sacar conclusiones de las reacciones y mecanismos que se producen", explica el estudiante de doctorado de MEET Marco Leißing. "Con nuestro análisis, proporcionamos un enfoque nuevo y fundamental para investigar las reacciones de descomposición durante la formación de la interfase".
Los científicos se centraron en los productos de descomposición gaseosos, que se forman en paralelo a la interfase. Utilizando la cromatografía de gases, pudieron sacar conclusiones indirectas de los mecanismos de formación en las células. Para ello, los investigadores marcaron isotópicamente los disolventes como componente del electrolito. Dado que los disolventes influyen significativamente en la formación de interfases, el equipo pudo observar su recorrido a través de las células. "Así podemos asignar los productos de descomposición a su origen", dice Leißing.
Reacciones complejas conducen al producto de descomposición metano
Basándose en sus investigaciones, los investigadores del MEET confirmaron las ecuaciones de reacción de la literatura, pero también aportaron nuevos conocimientos sobre el producto de descomposición metano (CH4). "Las reacciones que conducen a la formación de metano son más complejas de lo que se suponía", explica Leißing. Los átomos de carbono e hidrógeno implicados proceden de diferentes partes del electrolito. Las vías de reacción deben identificarse ahora con mayor precisión en investigaciones posteriores.
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