Una recarga de 12 minutos para recorrer 800 kilómetros
AUTOMOCIÓN.
Unos ingenieros han inaugurado una nueva era en la tecnología de las baterías para vehículos eléctricos al resolver el persistente problema de las dendritas en las baterías de litio-metal.
Miembros del equipo de investigación. Los tres de la fila delantera son, de izquierda a derecha: Hyeokjin Kwon, Hee Tak Kim y Seong Su Kim. Foto: KAIST
Mientras que las baterías de iones de litio convencionales tienen una autonomía máxima de 600 kilómetros, la nueva batería puede alcanzar una autonomía de 800 kilómetros con una sola recarga, una vida útil de más de 300.000 kilómetros y un tiempo de recarga ultrarrápido de tan solo 12 minutos.
El avance es obra de un equipo integrado, entre otros, por Hyeokjin Kwon y Hee Tak Kim, del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (KAIST) en Corea del Sur. En el trabajo de investigación y desarrollo también ha colaborado la empresa LG Energy Solution.
La clave de este avance es un nuevo electrolito líquido inhibidor de la cohesión que puede aumentar drásticamente el rendimiento de las baterías de litio-metal.
En las baterías de litio-metal, se reemplaza el grafito del ánodo (un componente clave de las baterías de iones de litio), por litio-metal. Sin embargo, el litio-metal presenta un problema técnico conocido como dendrita, que merma la vida útil y la estabilidad de la batería. Las dendritas son cristales de litio con forma de árbol que se forman en la superficie del ánodo durante la carga de la batería, lo que afecta negativamente a su rendimiento y a su estabilidad.
Este fenómeno de las dendritas se agrava durante la recarga rápida y puede incluso llegar a causar un cortocircuito interno. Todo esto dificulta enormemente la creación de una batería de litio-metal que pueda recargarse con rapidez de manera habitual.
El equipo de investigación y desarrollo ha identificado que la causa fundamental de la formación de dendritas durante la recarga rápida de las baterías de litio-metal se debe a la cohesión interfacial no uniforme en la superficie del litio-metal. Para resolver este problema, los investigadores desarrollaron un nuevo electrolito líquido inhibidor de la cohesión.
El nuevo electrolito líquido utiliza una estructura aniónica con baja afinidad de unión a los iones de litio, lo que minimiza la irregularidad de la interfase de litio. Esto suprime eficazmente el crecimiento de dendritas incluso durante la recarga rápida.
Esta tecnología permite superar la barrera de la baja velocidad de recarga, una importante limitación de las baterías de litio-metal existentes, a la vez que mantiene una alta densidad energética. Permite una larga autonomía y un funcionamiento estable incluso con recarga rápida.
Hyeokjin Kwon, Hee Tak Kim y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Nature Energy, bajo el título “Covariance of interphasic properties and fast chargeability of energy-dense lithium metal batteries”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings