Este nuevo diseño de batería podría aumentar la autonomía de su vehículo eléctrico
Un equipo de científicos surcoreanos acaba de anunciar un avance enorme en la tecnología de baterías para vehículos eléctricos: una batería de metal de litio sin ánodo que casi duplica la densidad energética sin aumentar su tamaño. Este trabajo, un esfuerzo conjunto entre POSTECH, KAIST y la Universidad Nacional de Gyeongsang, podría ser la clave para quelos vehículos eléctricos finalmente tengan la amplia autonomía y la fiabilidad en climas fríos que les faltaban.
Empaquetar más energía en el mismo espacio de batería
El equipo de investigación, dirigido por la profesora Soojin Park y el Dr. Dong-Yeob Han de POSTECH, presentó una batería con una densidad energética de 1270 Wh/L. Para contextualizar, la mayoría de las baterías de iones de litio de los vehículos eléctricos actuales rondan los 650 Wh/L. La densidad volumétrica es fundamental para los fabricantes de automóviles, ya que cada centímetro y cada libra cuenta al diseñar el chasis de un vehículo.
El secreto está en el diseño sin ánodo. En una batería estándar, el ánodo de grafito actúa como depósito de litio. En esta nueva versión, este depósito ya no existe. Al cargar la batería, los iones de litio se desplazan desde el cátodo y se depositan directamente sobre un colector de cobre. Al eliminar el voluminoso ánodo, se libera mucho espacio interno, lo que permite almacenar más potencia sin aumentar el tamaño de la batería .
Este concepto ha sido el "santo grial" de la ciencia de las baterías durante años, pero es notoriamente difícil de lograr. Normalmente, el litio se deposita de forma irregular, formando diminutas puntas con forma de aguja llamadas dendritas. Estas puntas pueden perforar las capas internas de la batería, provocando cortocircuitos, incendios o una vida útil muy corta.
Para solucionar esto, el equipo ideó un plan de estabilización de dos pasos.
Primero, desarrollaron un "host reversible": una estructura de polímero llena de nanopartículas de plata que actúa como guía, asegurando que las placas de litio se asienten suavemente. Segundo, utilizaron un electrolito especialmente diseñado que crea una capa protectora superficial de óxido y nitruro de litio. Esta capa actúa esencialmente como un escudo, impidiendo el crecimiento de esas peligrosas dendritas y permitiendo que los iones fluyan libremente.
Los resultados de las pruebas fueron impresionantes. Incluso en condiciones de estrés, la batería mantuvo casi el 82 % de su capacidad después de 100 ciclos. Fundamentalmente, el equipo probó esto utilizando "celdas de bolsa", que se asemejan mucho más a los formatos de batería que se utilizan en los coches reales . Esto hace que esta tecnología parezca mucho más viable para su uso en el laboratorio y en la fábrica.
Para cualquiera que busque comprar un vehículo eléctrico, esto podría significar muchos más kilómetros con una sola carga y mucha menos ansiedad por la autonomía durante el invierno. Aunque aún no tenemos una fecha de lanzamiento comercial, los investigadores confían en haber encontrado un camino realista hacia una batería más segura y de alta capacidad que realmente podría soportar las exigencias de la conducción diaria.
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