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Materiales para baterías

Una colección de frascos característicos de Sigma-Aldrich en el interior de la sección transversal de una batería.

Con una pureza y uniformidad inigualables, nuestros materiales para baterías ofrecen un rendimiento excelente y fiable que ayuda a nuestros clientes a obtener datos reproducibles, incluso durante experimentos con ciclos prolongados. Nuestra variada selección de materiales para baterías cubre todas sus necesidades de investigación, desde la escala de laboratorio hasta la escala piloto e incluso la fabricación.


Productos

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Una botella representada como parte de un circuito de batería, con una gota de líquido salino de iones de litio y un rayo en su interior.

Materiales electrolíticos para baterías

Un electrolito es una sustancia que conduce la electricidad cuando se disuelve en un disolvente y es esencial para el correcto funcionamiento de una batería. En el caso de las baterías de iones de litio, el electrolito suele consistir en una sal de litio, como el hexafluorofosfato de litio, disuelta en una mezcla de disolventes orgánicos como el carbonato de etileno y el carbonato de dietilo.

Nuestros electrolitos de grado para baterías ofrecen el rendimiento más constante y fiable, gracias a que limitamos estrictamente las trazas de agua y las impurezas ácidas. Somos conscientes de que los clientes tienen necesidades diferentes en lo que respecta a la formulación de electrolitos, por lo que ofrecemos tanto electrolitos preformulados que pueden utilizarse directamente del envase, como todos los materiales de grado para baterías —tales como disolventes, sales electrolíticas y aditivos— que los clientes necesitan para formular sus propios electrolitos internamente. Esta flexibilidad y personalización garantizan que nuestros clientes obtengan exactamente las soluciones adecuadas para sus necesidades, tanto si están trabajando en pruebas con pilas de botón como en la creación de prototipos de pilas tipo bolsa.

Ilustración de la composición estructural molecular de los materiales catódicos: CAM, aglutinante polimérico y aditivo conductor.

Materiales del cátodo de las baterías

En una batería de iones de litio, el cátodo es el electrodo que recibe electrones del circuito externo y desempeña un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio de carga mediante la intercalación simultánea de iones de litio. Normalmente, el cátodo está compuesto por un material activo del cátodo (CAM, ~90 %), un aglutinante polimérico (~5 %) y un aditivo conductor (~5 %). Estos materiales se mezclan para formar una pasta, que luego se vierte sobre un colector de corriente de lámina de aluminio para crear el cátodo.

La elección del CAM es un factor clave que determina la densidad energética de la batería de iones de litio a través de la tensión y la capacidad de la celda. Nuestros CAM de alta calidad incluyen materiales habituales como el óxido de litio y cobalto (LiCoO₂), el óxido de litio y manganeso (LiMn₂O₄), el fosfato de litio y hierro (LiFePO₄ o LFP) y el óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (LiNiMnCoO₂ o NMC), cada uno de los cuales ofrece ventajas e inconvenientes en cuanto a densidad energética, estabilidad térmica y rentabilidad. También ofrecemos pastas listas para el moldeado y láminas de electrodos listas para usar para aquellos clientes que deseen ahorrarse el tiempo y el trabajo que supone el procesamiento del cátodo y acelerar su investigación.

Ilustraciones de baterías que contienen un bloque periódico de litio...

Materiales del ánodo de las baterías

En una batería de iones de litio, el ánodo es el electrodo «negativo» o «reductor» que proporciona una fuente de electrones. Tradicionalmente, los materiales de los ánodos están compuestos por grafito, materiales a base de carbono u óxidos metálicos, lo que se conoce como ánodos de tipo intercalación. Los ánodos de tipo conversión de última generación, como el silicio y el litio metálico, están ganando popularidad debido a su mayor densidad energética.

Ofrecemos una gama de materiales para ánodos de alta calidad, entre los que se incluyen grafito natural y artificial, materiales de silicio para ánodos —como nanopartículas y compuestos de silicio-carbono—, titanato de litio (LTO) y litio metálico. También ofrecemos materiales para ánodos con recubrimientos de carbono y LATP para adaptar el rendimiento a las necesidades del cliente, así como pastas listas para verter y láminas de electrodos listas para usar.

Ilustración estilizada de una batería que contiene átomos de iones de litio agrupados.

Materiales para baterías de estado sólido

Las baterías de estado sólido utilizan un electrolito sólido en sustitución del electrolito líquido que se emplea en las actuales baterías de iones de litio y constituyen una de las tecnologías de baterías de próxima generación más prometedoras para mejorar la seguridad y la densidad energética. Los electrolitos sólidos pueden fabricarse a partir de diversos materiales, como cerámicas, polímeros y vidrios, cada uno de los cuales ofrece ventajas y propiedades únicas. Nuestros materiales de electrolito de estado sólido de alta calidad están disponibles en diversas composiciones, entre las que se incluyen sulfuros, óxidos y haluros. Los materiales se sintetizan cuidadosamente controlando el tamaño de las partículas, la cristalinidad y la pureza, con el fin de proporcionar un rendimiento fiable y reproducible en las celdas electroquímicas.

Ilustración de una batería que contiene un bloque de la tabla periódica correspondiente al sodio.

Materiales para baterías de iones de sodio

Las baterías de iones de sodio son una alternativa emergente a las baterías de iones de litio que ofrecen ventajas significativas, como menores costes de materiales, mayor seguridad y recursos abundantes. Las baterías de iones de sodio utilizan iones de sodio en lugar de iones de litio para almacenar y transferir cargas eléctricas.

Ofrecemos una gama de materiales de alta calidad para baterías de iones de sodio. Nuestros materiales para baterías de iones de sodio incluyen electrolitos, materiales activos para el cátodo y el ánodo, precursores y láminas de electrodos, todos ellos diseñados para ofrecer una alta densidad energética, una larga vida útil y un rendimiento constante y reproducible.

Una ilustración de frascos y ampollas de Sigma-Aldrich, junto con la silueta estilizada de una pila.

Precursores para baterías

Los precursores son los compuestos que se utilizan para fabricar los materiales activos del cátodo o del ánodo. Ofrecemos una gama de precursores salinos de alta calidad para la síntesis de materiales para baterías, entre los que se incluyen sales de litio aptas para baterías, como el hidróxido de litio y el carbonato de litio, y sales de metales de transición de alta pureza, como las sales de cobalto, manganeso, níquel, aluminio y hierro. Ya se trate de precursores para reacciones en estado sólido, coprecipitación o procesamiento químico en húmedo, disponemos de precursores de alta pureza para ayudar a nuestros clientes a sintetizar materiales para baterías de máximo rendimiento de forma fiable y reproducible.

Nuestro equipo de expertos está siempre a su disposición para ayudarle a orientarse en la amplia gama de materiales para baterías y desarrollar las mejores soluciones que maximicen el rendimiento de sus baterías. Descubra estos y otros materiales para baterías, incluidos nuestros productos de grado para baterías y nuestras alternativas más ecológicas. Eche un vistazo a nuestros materiales de lámina de aluminio, cobre y níquel para baterías, aglutinantes de alta viscosidad para ánodos y cátodos, y nanomateriales de carbono para todas sus necesidades de investigación y comerciales.


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