MAYOR DENSIDAD Y NUEVOS ELECTRODOS

Nuevo diseño de baterías para alcanzar los 1.000 kilómetros de autonomía

Un nuevo diseño de batería, que aumenta la densidad de celdas en su interior y las conecta mediante un electrodo bipolar, podría aumentar la autonomía de las baterías de litio hasta los 1000 kilómetros.

Estructura interna de la batería creada por el Instituto Fraunhofer.
Estructura interna de la batería creada por el Instituto Fraunhofer.

Investigadores del instituto alemán Fraunhofer están estudiando una nueva forma de empaquetar las celdas de las baterías que logra aligerar su peso de forma significativa, pudiendo alcanzar autonomías de hasta 1000 kilómetros en los vehículos eléctricos.

Hoy en día una batería de un coche eléctrico está formada por una gran cantidad de celdas. Cada una de ellas cuenta con su propia carcasa y está conectada a las demás, y al sistema de sensores para monitorizar su estado, mediante cables. El resultado es que más de la mitad del espacio de la batería está ocupado por estos “sistemas auxiliares”, lo que reduce la densidad del empaquetamiento. A este problema se unen las resistencias eléctricas que se producen en las uniones de las celdas, que reducen la potencia.

El Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas de cerámica IKTS, en Dresde, bajo la marca EMBATT, ha transferido la tecnología de las celdas de combustible a la pila de litio. El diseño permite que las celdas de las baterías se apilen directamente una encima de la otra, sin separación, eliminando la estructura y los cableados, al conectarlas de forma directa. Así se logra aumentar la cantidad de celdas que caben en el mismo espacio. Con este diseño la corriente fluye sobre toda la superficie de la batería y la resistencia eléctrica se reduce.

Producción del electrodo bipolar a escala piloto

Producción del electrodo bipolar a escala piloto.

Los electrodos están diseñados para liberar y absorber la energía muy rápidamente. El componente más importante de la batería es el llamado electrodo bipolar. Se trata de una cinta metálica que está recubierta por ambos lados con materiales cerámicos. Como resultado, uno de sus lados se convierte en el cátodo y el otro en el ánodo. El secreto de estos electrodos está en la mezcla de los materiales cerámicos con polímeros, creando un material conductor muy fácil de fabricar. La cinta metálica se suministra en forma de rollos y la mezcla se espolvorea sobre ella. El resultado es un material conductor que necesita muy poco espacio, ahorra mucha energía y cuenta con una larga vida útil.

Los científicos han logrado adaptar los materiales cerámicos en el laboratorio a escala piloto, y han reproducido el sistema de forma confiable. El siguiente paso en la planificación del estudio es desarrollar celdas de baterías más grandes e implementarlas en un vehículo eléctrico real. Las primeras pruebas de estos prototipos reales están programadas para 2020.

Conversaciones: