Los científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China han ideado una nueva tecnología que describen como "carga extremadamente rápida", con la que logran alcanzar el 60 % de la capacidad de una batería de litio en tan solo 6 minutos. La clave de este avance se centra en el rediseño del ánodo de las celdas con una nueva arquitectura porosa en la que se incrustan las partículas de grafito que sirven como soporte al litio en una disposición óptima.
La velocidad de recarga de la baterías de los vehículos eléctricos es uno de los hándicaps a los que se enfrenta actualmente esta tecnología, cuyo límite está en igualarla con la que se necesita para llenar un tanque de combustible. El avance logrado de los científicos chinos se anuncia como un avance significativo para lograr este objetivo.
Las baterías de iones de litio que se emplean habitualmente en los coches eléctricos y están formadas por dos electrodos entre los que se encuentra una solución electrolítica que se encarga de transportar los iones de litio de uno a otro. Cuando se carga una batería, la corriente eléctrica mueve los iones de litio del cátodo (negativo) al ánodo (positivo) a través de del electrolito. El proceso se revierte a la hora de utilizar la batería: lo iones regresan al cátodo liberando la corriente eléctrica.
Si bien la química del cátodo es la que ofrece más posibilidades para modificar las características finales de las celdas (NCM, NCA, LOT, LCO), el ánodo también tiene su importancia. Dirigido por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el trabajo se centra precisamente en el ánodo. Su rediseño puede ofrecer grandes beneficios en el rendimiento general de logrando retener mucha más energía y permitir una recarga mucho más rápida.
Otras investigaciones se han centrado en reemplazar la mezcla de grafito y cobre por metal de litio puro, que es considerado un material que podría llegar a multiplicar por 10 la capacidad energética de las baterías actuales. Otros ejemplos interesantes incluyen la introducción de nanoesferas experimentales en el ánodo para aumentar la capacidad, o eliminarlo por completo para crear una batería más pequeña y económica.
Sin embargo, los autores del nuevo estudio buscaron mejorar el ánodo estándar mediante su rediseño, incorporando las partículas de grafito de cierto tamaño esparcidas por toda una nueva arquitectura porosa. La idea era abordar la naturaleza no ordenada de los ánodos actuales, que presentan muchos espacios vacíos que se traducen en un deficiente funcionamiento de la carga rápida. La estrategia se centró en el uso de modelos teóricos al nivel de partículas para determinar su disposición óptima.
A esta distribución ideal de las partículas y los espacios en diferentes tamaños en el ánodo, el equipo agregó nanocables de cobre, un revestimiento, también de cobre, y utilizó tratamientos de calentamiento y enfriamiento para dar forma al su nuevo componente. Tal y como ha publicado TechExplore, este ánodo se incorporó a una batería estándar de iones de litio permitiendo recargarla al 60 % de su capacidad en 5,6 minutos y al 80 % 11,4 minutos.
En la información ofrecida, se describe como una "batería de iones de litio de carga extremadamente rápida". Los científicos ven esta la tecnología un trampolín prometedor para lograr el objetivo establecido por el Departamento de Energía de Estados Unidos de lograr recuperar 16 kilómetros de autonomía por cada minuto de carga (aproximadamente 100 kilómetros por cada minuto que permanezca conectado).
