Batería de ion de aluminio

Durante la recarga, los iones de aluminio vuelven al electrodo negativo, y pueden intercambiar tres electrones por ion.Esto significa que la inserción de un Al3+ es equivalente a tres Li+ iones en cátodos de intercalaciones convencionales.Así, como los iones catódicos de Al3+ (0.54 A) y Li+ (0.76 A) son similares, modelos significativamente más altos de electrones de iones Al3+ pueden ser aceptados por los cátodos sin pulverización.Las baterías recargables de aluminio ofrecen la posibilidad de bajo coste y baja inflamabilidad, junto con las propiedades de triple redox electrónico, lo que da lugar a una alta capacidad.Además, el aluminio posee una capacidad volumétrica mayor que el litio (Li), potasio (K), magnesio (Mg), sodio (Na), calcio (Ca) y zinc (Zn), debido a su alta densidad (2.7 g·cm-3 a 25 °C) y su capacidad de intercambiar tres electrones.Una versión de esta batería fue inventado por investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Oak Ridge, Tennessee, EE.[5]​ La cantidad de energía o potencial que una batería puede liberar depende de factores que incluyen el voltaje, la capacidad y la composición química de la batería.Una batería puede maximizar sus niveles de salida de energía mediante: Varios equipos de investigación están experimentando con aluminio y otros compuestos químicos para producir la batería más eficiente, duradera y segura.Alrededor del año 2010[7]​ el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) desarrolló y patentó un dispositivo de alta energía específica, produciendo 1060 W·h/kg frente a 406 W·h/kg para baterías de iones de litio.[8]​ ORNL utilizó un electrolito iónico, en lugar del electrolito acuoso líquido que puede producir hidrógeno gas hidrógeno durante la operación y corroer el ánodo de aluminio.[9]​ Sin embargo, los electrolitos iónicos son menos conductores, reduciendo la densidad de potencia.La reducción de la separación ánodo/cátodo puede compensar la conductividad limitada, pero causa calentamiento.ORNL ideó un cátodo hecho de espinela óxido de manganeso reduciendo aún más la corrosión.El dispositivo produjo una gran tensión de salida durante el funcionamiento.Sin embargo, la batería tenía una bajaeficiencia de Faraday.[4]​ Ellos afirmaron que su batería no tiene posibilidad de incendiarse, ofreciendo el video de un agujero que se perfora en la batería mientras genera electricidad.[4]​ Conectar 2 celdas en un circuito en serie proveerá 4 V.se intercalan entre las capas apiladas del grafeno.se desintercalan rápidamente a través de las capas apiladas del grafeno.Sin embargo, esa versión de la batería tenía un inconveniente importante: implicaba un electrolito caro.[16]​ En el año 2017, la versión más nueva incluye un electrolito basado en urea y es una 100 veces más barato que el modelo del 2015, con una mayor eficiencia y un tiempo de carga de 45 min.Es la primera vez que se utiliza urea en una batería.En mayo de 2019, el proyecto llegó a su fin y publicó sus resultados finales.También encontraron usos en las telecomunicaciones y en aplicaciones fijas para el almacenamiento de energía en la red.[24]​ El equipo construyó baterías con ánodos de aluminio, cátodos FLG prístinos o modificados, y un líquido iónico con sal AlCl3 como electrolito.Combinando las semireacciones se obtiene la siguiente reacción:También se pueden desarrollar dendritas, como astillas, que pueden provocar un cortocircuito en una batería y provocar un incendio.El aluminio también transmite energía de manera eficiente.Cuando las baterías de iones metálicos están completamente descargadas, ya no se pueden cargar.Además, los actuales avances sólo son limitados en los laboratorios, donde hay que trabajar mucho más en la ampliación de la producción en entornos comerciales.