Cuando se carga una batería de litio, los iones pasan desde el cátodo hasta el ánodo que está formado por una microestructura de grafito en la que se incrustan. Este material tiene una limitación a la hora de almacenar el litio. Durante la última década, los investigadores han explorado y desarrollado los ánodos de silicio, capaces de almacenar hasta 10 veces más de litio que el grafito. Sin embargo, todos los avances conocidos estaban limitados al laboratorio y tenían su mayor hándicap en la excesiva degradación.
Sin embargo, en los últimos años, la tecnología ha logrado importantes avances que han desembocado en las primeras fases de su comercialización. La empresa de materiales para baterías ubicada en Silicon Valley, Sila, anunció el mes pasado que ya está disponible su ánodo Titan Silicon. Mercedes-Benz será el primero en implementarlo en su próximo Clase G totalmente eléctrico para el que promete un incremento de autonomía de un 20% y una disminución drástica del tiempo de carga a tan solo 20 minutos.
Con este anuncio, Sila ha llamado la atención de la industria advirtiendo que la tecnología de los nanocompuestos de silicio de alto rendimiento está lista para reemplazar los ánodos de grafito que hoy se emplean a gran escala.
El ánodo Titan Silicon se configura como una solución diseñada para funcionar con cualquier tipología de celda (cilíndrica, bolsa o prismática) por lo que se integra perfectamente en los sistemas de fabricación de las baterías convencionales. Está diseñado para usarse reemplazando total o parcialmente al grafito del ánodo, según los objetivos de rendimiento de cada fabricante, de la celda o del modelo de automóvil y, también, según el plazo de desarrollo del producto.
"Titan Silicon es el silicio nanocompuesto de mayor rendimiento en el mercado actual", asegura Gene Berdichevsky, cofundador y director ejecutivo de Sila. "Los equipos de baterías y materiales mejoran constantemente nuestra química para ofrecer los mejores resultados posibles. Con la amplia adopción de los vehículos eléctricos, los consumidores buscan las mejores soluciones: mayor alcance y carga más rápida".
En este último aspecto, Sila asegura que sus celdas pueden lograr recuperar del 10 al 80% de la carga en 20 minutos. Una cifra que no supera lo que anuncian las baterías convencionales de 800 V cuando trabajan a la máxima potencia de carga. Sin embargo, las baterías de Sila deberían ser más económicas, además de tener todavía margen de mejora por delante para reducir el tiempo requerido para ese tramo de carga a la mitad.
La comercialización de los ánodos de silicio de Sila
Sila ha logrado alcanzar este mes el hito del inicio de la disponibilidad comercial de sus ánodos de silicio después de completar la instalación de los nuevos equipos en su planta de fabricación de Moses Lake en el estado de Washington, finalizar el escalado de sus líneas y culminar el desarrollo de sus procesos de producción.
Comenzará la producción en masa en esta instalación en la segunda mitad de 2024. Su objetivo es fabricar allí suficiente material de ánodo como para alimentar, dentro de cinco años, un millón de vehículos eléctricos.
