El nuevo avance de Samsung podría casi duplicar la capacidad de la batería

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La batería del futuro?

Las baterías de iones de litio (Li-ion) son uno de los tipos más comunes de baterías que se utilizan para productos electrónicos de consumo como teléfonos inteligentes y tabletas, aunque también se usan cada vez más para automóviles eléctricos y otros aplicaciones. Eran tecnología de vanguardia cuando se inventaron, en los años noventa, pero muchas cosas han cambiado en los últimos veinte años.

En particular, hacemos mucho más con nuestros dispositivos móviles que nunca antes. Cuando llevas un iPhone o un teléfono Android, llevas una computadora completamente funcional que es más poderoso que los ex superordenadores ¿Cómo se comparan los teléfonos inteligentes con las supercomputadoras del pasado?La mayoría de nosotros llevamos un teléfono inteligente en el bolsillo sin pensarlo dos veces en lo impresionante que es. Lee mas — en tu bolsillo. Estas máquinas que consumen mucha energía funcionan con la misma tecnología que solíamos usar para alimentar a nuestros walkman. Por lo tanto, decir que necesitamos actualizar nuestra tecnología de batería sería insuficiente.

Samsung está trabajando en hacer exactamente eso, según un documento publicado en Naturaleza. La compañía ha logrado aumentar significativamente la capacidad de la batería de iones de litio mediante el uso de ánodos hecho de silicio, el mismo material típicamente asociado con chips y componentes electrónicos, en lugar de grafito.

El silicio por sí solo tiende a causar problemas, debido a una fluctuación en el tamaño de partícula entre los ciclos de carga y descarga. Para evitar esto, Samsung y sus investigadores desarrollaron un innovador proceso de recubrimiento en el que el grafeno se cultiva directamente sobre el silicio en capas que lo contienen, pero que también permiten su expansión.

El artículo explica:

“Las capas de grafeno ancladas en la superficie de silicio acomodan la expansión de volumen de silicio a través de un proceso deslizante entre las capas de grafeno adyacentes. Cuando se combina con un cátodo comercial de óxido de cobalto y litio, el recubrimiento de grafeno sin carburo de silicio permite que la celda completa alcance energía volumétrica densidades de 972 y 700 Wh l ^ (- 1) en el primer y 200 ° ciclo, respectivamente, 1.8 y 1.5 veces más altas que las del actual ion comercial de litio baterías ".

Las líneas onduladas en el siguiente diagrama son capas de grafeno en una nanopartícula de silicio.

Con esta nueva técnica, Samsung logró crear un nuevo tipo de batería que ofrece casi el doble (1.8x) la densidad de energía de las baterías de iones de litio normales, que se reduce a una densidad de energía de 1.5x después de 200 cargos. Incluso después de 200 cargas, la nueva tecnología cuenta con una mejora significativa sobre lo que el mercado tiene para ofrecer hoy. Dicho esto, se requieren más pruebas para determinar si estos números prometedores se mantienen durante una vida útil de la batería realista.

¿Cuándo podemos poner esto en uso?

En el futuro, esta investigación podría tener implicaciones significativas para una serie de industrias, aumentando la duración de la batería 20 maneras de aumentar la duración de la batería de la computadora portátil Lee mas de nuestros teléfonos inteligentes y tabletas, nuestros vehiculos Cómo los autos eléctricos superarán los límites de cargaLos autos eléctricos son geniales, excepto por su alcance. ¿Pueden los autos eléctricos superar las tecnologías de rango? Lee mas y tal vez incluso Nuestros hogares ¿Elon Musk acaba de salvarnos de los combustibles fósiles? Lee mas .

Según los informes, los teléfonos inteligentes más populares de hoy duran 11-14 horas con una sola carga, bajo uso continuo. Si los datos de la investigación de Samsung se mantienen consistentes, podría duplicar ese tiempo de manera efectiva, lo que significa que está bien si olvida cargar su teléfono por la noche. O, si su teléfono no alcanza esa marca de 11 a 14 horas, tal vez finalmente pueda pasar todo un día sin estar atado a un cargador.

Los autos eléctricos podrían recorrer aproximadamente el doble de distancia con una sola carga, lo que podría ayudar a los fabricantes a convertir más conductores a modelos híbridos y eléctricos. En este momento, el Tesla Model S tiene un alcance de aproximadamente 265 millas. Esta tecnología aumentaría eso a aproximadamente 480 sin aumento de peso o tamaño. Eso le permitiría conducir durante casi siete horas con una sola carga a velocidades de autopista, haciendo que los viajes largos por carretera sean mucho más prácticos.

Este desarrollo también podría tener un gran impacto en los dispositivos portátiles, muchos de los cuales no pueden retener una carga el tiempo suficiente para que pueda usarlos razonablemente todo el día. Esto podría permitir que dispositivos de realidad aumentada como Google Glass o HoloLens ingresen realmente a la corriente principal.

Pero es importante recordar que esto es solo un proyecto de investigación: Samsung aún no ha moldeado sus hallazgos en un producto comercial, y puede pasar un tiempo antes de que eso suceda. Si bien la tecnología puede ser comercialmente viable, es probable que tengamos al menos dos o tres años de espera antes de alimentar los dispositivos que usamos todos los días.

¿Qué opinas sobre la nueva tecnología de batería de Samsung? Y, lo que es más importante, ¿cómo se beneficiaría de las baterías de iones de litio con el doble de su capacidad actual? ¡Háganos saber sus pensamientos en los comentarios a continuación!

Créditos de imagen: George Dolgikh, Bloomua, Wikimedia