Método de síntesis de sal con sal con mada de nucleación que promueve y limitando el crecimiento (síntesis de NM). Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-60946-4
Un equipo de investigadores de la Universidad de McGill, que trabajan con colegas en los Estados Unidos y Corea del Sur, ha desarrollado Una nueva forma de fabricar materiales de batería de iones de litio de alto rendimiento que podrían ayudar a eliminar los metales costosos y/o difíciles de obtener de níquel y cobalto.
El avance del equipo radica en crear un mejor método para producir partículas de cátodo de “sal rocosa desordenada” (DRX), un material de batería alternativo. Hasta ahora, los fabricantes luchaban por controlar el tamaño y la calidad de las partículas DRX, lo que las hizo inestables y difíciles de usar en entornos de fabricación. Los investigadores abordaron ese problema desarrollando un método para producir partículas de tamaño uniforme y altamente cristalino sin requeridos o postprocesos.
“Nuestro método permite la producción en masa de cátodos DRX con una calidad consistente, que es esencial para su adopción en vehículos eléctricos y almacenamiento de energía renovable”, dijo Jinhyuk Lee, autor correspondiente del documento y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería de Minería e Ingeniería de Materiales.
Los investigadores dicen que los hallazgos, publicados en Nature Communications, ofrecen un camino prometedor hacia baterías de iones de litio más sostenibles y rentables, un componente crítico en el cambio global hacia el transporte electrificado y el uso de energía renovable.
Un avance de los materiales
Los investigadores idearon un proceso de sal fundida de dos pasos para sintetizar las partículas DRX. La sal fundida permite un mejor control sobre la formación de partículas, mejorando la calidad y la eficiencia. Primero, los investigadores promovieron la nucleación (la formación de cristales pequeños y uniformes) de las partículas, y luego limitaron su crecimiento. Esto les permitió producir partículas listas para la batería que son más pequeñas que 200 nanómetros, un tamaño considerado importante para desbloquear el rendimiento de estos materiales en las baterías de iones de litio.
“Desarrollamos el primer método para sintetizar directamente las partículas únicas DRX altamente cristalinas y dispersas uniformemente dispersas sin la necesidad de molienda posterior a la síntesis”, dijo Lee. “Este control morfológico mejora tanto el rendimiento de la batería como la consistencia de la producción de cáculos DRX a gran escala”.
Cuando se probaron en celdas de batería, los nuevos materiales mantuvieron el 85 por ciento de su capacidad después de 100 ciclos de carga de carga. Eso es más del doble del rendimiento de las partículas DRX producidas utilizando métodos más antiguos.
La necesidad de recocido y reinserción de Li después del lavado de NM-LMTO para desacoplar la cristalinidad y el tamaño de partícula. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-60946-4
De laboratorio a industria
La investigación fue realizada por un equipo de McGill en colaboración con científicos del Laboratorio Nacional Acelerador de SLAC de la Universidad de Stanford y el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST). Fue respaldado en parte por Wildcat Discovery Technologies, una compañía de baterías con sede en Estados Unidos interesada en escalar las tecnologías DRX para uso comercial.
El método del equipo también podría hacer que el proceso sea más escalable y eficiente energéticamente, abordando un obstáculo clave para la adopción generalizada de cátodos DRX. Dada la demanda global de baterías, eso podría tener un efecto dominante importante.
“La aceptación de nuestro trabajo destaca tanto la visión fundamental como el potencial industrial del método”, dijo Hoda Ahmed, la autora principal del documento y un Ph.D. Estudiante en el Departamento de Ingeniería de Materiales de McGill. “Cambia el campo hacia la fabricación escalable”.
Con esta estrategia de síntesis, los investigadores dicen que la puerta ahora está abierta a las baterías de iones de litio de próxima generación que son más sostenibles, más asequibles y más fáciles de producir a escala.
“Síntesis de nucleación y limitante de crecimiento de materiales cáculos desordenados de iones de litio de roca”, de Hoda Ahmed, Moohyun Woo, Raynald Gauvin, George Demopoulos, Jinhyuk Lee y sus colegas, se publicó en las comunicaciones de la naturaleza.
Más información: Hoda Ahmed et al, síntesis que promueven la nucleación y que limitan el crecimiento de los materiales de cátodo de iones de litio desordenados de roca, comunicaciones de la naturaleza (2025). Dos: 10.1038/s41467-025-60946-4
Proporcionado por la Universidad de McGill
Cita: el nuevo método reemplaza al níquel y al cobalto en batería para baterías de iones de litio más baratas (2025, 11 de julio) Recuperado el 11 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-method-nickel-cobalt-battery-cleaner.html
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