Ilustración del diseño de batería segura: los LIBS seguros incorporan un electrolito termoronsivo que funciona normalmente a temperatura ambiente. Crédito: IMDEA Materials Institute.
Los investigadores de materiales IMDEA han hecho un avance importante para mejorar la seguridad de las baterías de iones de litio (LIB), impulsando todo, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos.
En un intento por abordar los riesgos planteados por Termal Runaway, un modo de falla peligroso que puede conducir a incendios de batería o explosiones en LIBS, un proyecto de investigación reciente de IMDEA Materials ha presentado una nueva formulación de electrolitos termorrespensivos.
Esta innovadora investigación forma un resultado importante del proyecto de acciones de Marie Skłodowska-Curie de la Dra. Arnab Ghosh, el electrolito inteligente con la red de llamas inherente para las baterías de iones de litio seguras de fuego de próxima generación (SmartBatt). Este avance avanza la visión establecida por el programa ‘Battery 2030+’ de la Comisión Europea para desarrollar baterías seguras y sostenibles.
Los detalles de las actividades de cierre térmico eficientes de la nueva formulación de electrolitos termorrespensivos se describen en el artículo de investigación “descifrar una nueva formulación de electrolitos para la modulación inteligente de la fugas térmicas para mejorar la seguridad de las baterías de iones de litio”, publicada en materiales funcionales avanzados.
En LIBS comerciales, el fugitivo térmico se controla típicamente utilizando separadores de polipropileno/polietileno (PP/PE/PP) con sensibles a la temperatura. Sin embargo, debido a la contracción térmica a aproximadamente 160 ° C, estos separadores a menudo no evitan que se fugan térmica en libs prácticas, donde las temperaturas internas pueden exceder fácilmente ese rango.
Investigador del Instituto de Materiales IMDEA y miembro postdoctoral de MSCA, Dr. Arnab Ghosh. Crédito: Instituto de Materiales IMDEA
Una forma de resolver este problema es la introducción de electrolitos sensibles a la temperatura, incluidos los electrolitos de temperatura de solución crítica más baja, que proporcionan una alternativa prometedora.
Estos electrolitos están diseñados para cesar el transporte de iones de litio dentro de la batería inmediatamente cuando se excede un umbral de temperatura específico (generalmente 100-120 ° C), lo que limita los aumentos de la temperatura interna y reducen el riesgo de falla catastrófica debido a la contracción térmica de los separadores de la nave de la navaja.
Específicamente, los investigadores han desarrollado un electrolito compuesto por una sal de litio disuelta en carbonato de vinileno (VC) y 2,5-dimetilfurano (DMFU) que funciona de manera efectiva en baterías a temperatura ambiente.
“A temperaturas elevadas, se ha demostrado que estos electrolitos termorrespensivos reducen significativamente la conductividad de LION del electrolito y, al mismo tiempo, obstruyen los microporos del separador”, explica el investigador principal, Dr. Ghosh.
“Estos efectos duales permiten una regulación inteligente de dos pasos del fugitivo térmico, iniciando una fase de advertencia a 100 ° C y logrando un apagado térmico completo a 120 ° C, ofreciendo una salvaguardia incorporada contra los riesgos de incendio de las libs”.
Más información: Arnab Ghosh et al, descifrando una nueva formulación de electrolitos para la modulación inteligente de fugitivo térmico para mejorar la seguridad de las baterías de iones de litio, materiales funcionales avanzados (2025). Doi: 10.1002/adfm.202502761
Proporcionado por los materiales de imdea
Cita: Smart Electrolyte ofrece una doble protección contra la fugación térmica en baterías de iones de litio (2025, 4 de junio) Recuperado el 4 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-smart-ectrolyte-dual-thermal-runaway.html
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