Diseño y construcción de una batería ion-aluminio con capacidad de carga rápida.

En el presente trabajo se presenta la construccion de una bateria tipo TEE para probar un dispositivo que opera con colectores de carga de acero inoxidable, anodo de aluminio y catodo de papel de grafeno comercial, separados por un electrolito tipo gel polimerico basado en PMMA funcionalizado con tricloruro de aluminio y plastificado con un liquido ionico de cloroaluminato, sintetizado mediante solvent-casting. El gel presento una conductividad optima de 4.4 mS/cm, calculado mediante espectroscopia de impedancia electroquimica, y un caracter reversible y rapido para la depositacion de aluminio metalico y la intercalacion de iones cloroaluminato en potenciales de (-2 a -2.5) V vs. Al y (1.8-2)V vs. Al respectivamente; este mecanismo se liga al plastificante, adicionalmente se observa que en potenciales inferiores ocurren cineticas que vinculan multiples etapas, asociadas al ion coordinado en la matriz polimerica, el cual segun el analisis RAMAN se puede coordinar tanto por el grupo carboxilo como por el grupo dieter formado durante la reticulacion de la matriz polimerica, este proceso ha ocasionado que en el analisis de mecanismos de reaccion por EIS se evidencie un fuerte control difusional de la sal de aluminio en la matriz polimerica, finalmente se observo que la bateria presenta una capacidad de carga de 5mAh/g en estado estable y una eficiencia Coulombica que se encuentra en el rango de 60%-10%, vinculado con la oxidacion del colector de carga catodico durante la ejecucion de las pruebas y la ejecucion de las mismas en un rango que incluye la cinetica asociada con el ion coordinado en la matriz polimerica el cual presenta un alto grado de irreversibilidad (0.5-2.5V vs. Al).