DOSIFICADOR DE POLVO LAMBDA para Dispensar un Precursor de Baterías de Iones de Litio - Mezcla de Silicona y Ferroceno en el estudio de Baterías de Litio

Las baterías de iones de litio (LIB) gozan de gran prestigio en diversas aplicaciones, incluidas la electrónica portátil, los vehículos eléctricos y la industria aeroespacial, gracias a su densidad de energía superior y voltajes más altos. Las LIB comerciales suelen utilizar grafito para los ánodos debido a su longevidad, disponibilidad y rentabilidad. Sin embargo, la capacidad específica del grafito se está volviendo insuficiente para demandas de alta energía. El silicio, con su capacidad teórica diez veces mayor, es una alternativa prometedora. Sin embargo, enfrenta problemas de capacidad debido a cambios significativos de volumen durante la inserción/extracción de litio.

Para solucionar este problema, investigadores chinos desarrollaron un método para incrustar nanopartículas de silicio dentro de capas conductoras como el grafeno. Lo lograron mediante un proceso ultrarrápido, de un solo paso y escalable para sintetizar nanopartículas de grafeno @ Fe-Si utilizando plasma sostenido por ondas superficiales a presión atmosférica.

Fig. 1: El LAMDBA DOSER de 0.2 L fijado al generador de plasma SWS para la síntesis de nanopartículas núcleo-cubierta a base de silicio.

El control preciso del material precursor es vital para garantizar una capa uniforme de grafeno sobre la superficie de las nanopartículas compuestas de Fe-Si utilizando plasma SWS. Para lograr esto, el equipo de investigación empleó el LAMBDA DOSER, lo que les permitió alimentar uniformemente polvo precursor en la zona de reacción del plasma en un ambiente bien regulado. Utilizaron una combinación de ferroceno y polvo de silicio como materiales precursores, introduciéndolos a un caudal constante de 1 g/min.

Referencia: Jie, Z., Zhang, Z., Bai, X., Ma, W., Zhao, X., Chen, Q., & Zhang, G. (2023). Surface-wave-sustained plasma synthesis of graphene@Fe–Si nanoparticles for lithium-ion battery anodes. In Applied Physics Letters (Vol. 123, Issue 11). AIP Publishing. https://doi.org/10.1063/5.0159269

Conclusión:

Llevaron a cabo la verificación de las nanopartículas sintetizadas mediante una variedad de técnicas analíticas, que incluían revestimientos de grafeno y nanopartículas de silicio encapsuladas en hierro. Estas técnicas incluían mapeo de espectroscopia de rayos X de energía dispersiva, escaneo de líneas en modo de microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de transmisión de alta resolución. Además, utilizaron espectroscopía Raman para confirmar la identidad del revestimiento como grafeno. Este estudio presenta una estrategia viable para la producción a escala industrial de materiales anódicos, con el objetivo de mejorar el rendimiento de las baterías de iones de litio (LIB).

En qué se diferencian LAMBDA DOSER y HI-DOSER de otros dispensadores:

El dispensador LAMBDA ofrece una ventaja única con su electrónica de cuarzo que controla el motor de la unidad motriz, similar a la que se encuentra en los relojes electrónicos. A diferencia de otros sistemas, el diseño en espiral abierto del distribuidor de polvo evita la compactación y los bloqueos, asegurando una dosificación suave. Esta espiral canaliza eficientemente el polvo hacia el centro para su dosificación.

El LAMBDA DOSER/HI-DOSER se puede usar en campanas laminares para la dosificación precisa de polvos, reemplazando los procesos manuales que consumen mucho tiempo con una rápida automatización. La integración con una balanza facilita la dispensación de porciones de peso específicas.

Con el DOSER y el HI-DOSER, las tasas de dosificación se pueden ajustar ampliamente, abarcando un amplio rango. Por ejemplo, el DOSER permite un rango de dosificación de NaCl de 50 mg/min a 50 g/min, mientras que el HI-DOSER opera en modo lento (60 mg/min a 60 g/min) y modo rápido (250 mg/min a 250 g/min) en condiciones estándar de laboratorio. Para aplicaciones especializadas, el alimentador se puede configurar para dispensar velocidades tan bajas como 10 mg/min.

Los modelos DOSER y HI-DOSER pueden suministrarse con recipientes de 0.2 L, 1 L, 3 L o 6 L, opcionalmente recubiertos con una película protectora para mayor seguridad durante su manipulación y funcionamiento. Para obtener más detalles sobre el dosificador de polvo LAMBDA DOSER y HI-DOSER, visite https://www.lambda-instruments.com/es/dosificador-de-solidos/. Para consultas o cotizaciones sobre el dosificador de polvo DOSER/HI-DOSER, comuníquese con nosotros a sales@lambda-instruments.com