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Una nueva tecnología de baterías de litio promete batir a las baterías de electrolito sólido

HYE | 07 de agosto de 2019

Una nueva tecnología de baterías de litio promete mayor densidad que las de electrolito sólido
Una nueva tecnología de baterías de litio promete mayor densidad que las de electrolito sólido

Una nueva tecnología con baterías de litio metálico puede conseguir, aseguran sus investigadores, mejores prestaciones que las baterías de electrolito sólido.

Si bien es cierto que aún queda mucho margen para seguir mejorando las baterías con celdas de iones de litio, hay muchas razones para pensar que la tecnología de electrolito sólido son la mejor alternativa -o al menos la que más potencial tiene- para las baterías de los coches eléctricos del futuro. Sin embargo, mientras dicha tecnología prosigue con su evolución, investigadores asociados con Tesla han publicado un nuevo artículo en el que hablan sobre celdas de iones de litio con mayor densidad energética que podrían superar incluso a las de electrolito en estado sólido.

La investigación ha sido presentada en un nuevo artículo publicado en la revista científica Nature por el equipo de investigación de Jeff Dahn en la Universidad de Dalhousie, el grupo de I+D de Tesla Canadá y la Universidad de Waterloo. Dahn, considerado un pionero en las baterías de iones de litio, ha estado trabajando en las baterías de iones de litio desde que se inventaron y a él se le acredita el haber aumentado su vida útil. Este nuevo trabajo, sin embargo, se centra principalmente en aumentar la densidad energética de la batería, así como la durabilidad, al tiempo que se disminuye su coste de fabricación.

Según la publicación: “las celdas con ánodos de litio metálico se consideran la tecnología futura más viable, con mayor densidad de energía que las baterías de iones de litio existentes. Muchos investigadores creen que para las celdas de litio metálico, el electrolito líquido típico utilizado en las baterías de iones de litio debe reemplazarse con un electrolito de estado sólido para mantener las morfologías planas, libres de dendrita, necesarias para un ciclo estable a largo plazo. Aquí, demostramos que las celdas de litio metálico sin ánodo con un electrolito líquido LiDFOB/LiBF4 de doble sal tienen un 80% de capacidad restante después de 90 ciclos de carga-descarga, que es la vida más larga demostrada hasta la fecha para las celdas con exceso cero de litio."

Según los investigadores, "el electrolito líquido permite una morfología sin dendrita compuesta de columnas empaquetadas densamente incluso después de 50 ciclos de carga-descarga". Las mediciones revelan que las sales de estos electrolitos se consumen lentamente durante el ciclo de carga-descarga.

Lo que viene a explicar el grupo de investigadores es cómo han resuelto el problema que surge al reemplazar el ánodo de grafito convencional con litio metálico sin tener que usar electrolitos de estado sólido. De tener éxito, esta investigación puede resultar en la comercialización de celdas con mayor densidad de energía y mayor vida útil en un periodo de tiempo menor del que se prevé con las baterías de estado sólido.

“Otra potencial vía (...) es el uso de electrolitos de estado sólido, que muchos consideran el camino más viable. Sin embargo, los electrolitos de estado sólido no han tenido éxito a la hora de eliminar por completo las dendritas, y no está claro cuán compatibles será esta tecnología con la infraestructura existente de fabricación de baterías de iones de litio, en la que se han invertido miles de millones de dólares. Si se pueden usar electrolitos líquidos para crear celdas de litio metálico seguras y duraderas, los equipos de fabricación existentes se pueden usar para comercializar rápidamente celdas de alta densidad energética".

En el año 2016, Dahn cerró una larga etapa en 3M para pasar a colaborar con Tesla. A través de este acuerdo, Tesla invirtió en un nuevo laboratorio de investigación cerca de Halifax, en Nueva Escocia, y de donde trabajan Dahn y su grupo de investigadores. Un equipo que cree estar teniendo resultados exitosos con los prototipos de estas nuevas baterías y que, según dicen, puede acabar cambiando el enfoque "desde las baterías de electrolitos de estado sólido a las de electrolitos totalmente líquidos".

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