Última hora: Los ánodos de silicio aleado con boro triplican la vida útil de las baterías de iones de litio.
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Abstracto
La estabilización de la interfase electrolítica sólida (ISE) sigue siendo un reto clave para los ánodos de baterías de iones de litio basadas en silicio. La aleación de silicio con elementos secundarios como el boro se ha convertido en una estrategia prometedora para mejorar la vida útil de los ánodos de silicio; sin embargo, el mecanismo subyacente sigue siendo incierto. Para abordar esta brecha de conocimiento, se investiga sistemáticamente cómo la concentración de boro influye en el rendimiento de la batería. Estos resultados muestran un aumento casi monótono de la vida útil con un mayor contenido de boro, y los electrodos ricos en boro superan significativamente al silicio puro. Además, los ánodos de aleación de silicio-boro presentan una vida útil casi tres veces mayor que la del silicio puro. Mediante un análisis mecanístico detallado, se descartan sistemáticamente factores contribuyentes alternativos y se propone que una mejor pasivación surge de un fuerte dipolo permanente en la superficie de la nanopartícula. Este dipolo, formado por boro subcoordinado y altamente ácido según Lewis, crea una capa estática y densa en iones que estabiliza la interfase electroquímica, reduciendo la descomposición parásita del electrolito y mejorando la estabilidad a largo plazo. Estos hallazgos sugieren que, dentro del marco SEI, la doble capa eléctrica es un factor importante en la pasivación superficial. Esta perspectiva proporciona un espacio de parámetros poco explorado para optimizar los ánodos de silicio en las baterías de iones de litio de próxima generación.
Referencia
https://doi.org/10.1002/aenm.202501074