Quien controle los electrolitos allanará el camino a los vehículos eléctricos
Gran avance en el desarrollo de una batería basada en electrolito de gel
El profesor Soojin Park, la doctoranda Seoha Nam y el doctor Hye Bin Son, del Departamento de Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), han logrado un gran avance en la creación de una batería de gel electrolítico estable y comercialmente viable. Su investigación se ha publicado recientemente en la revista internacional Small.
Las baterías de iones de litio se utilizan mucho en la electrónica portátil y el almacenamiento de energía, incluidos los vehículos eléctricos. Sin embargo, los electrolitos líquidos utilizados en estas baterías plantean un riesgo importante de incendio y explosión, lo que ha llevado a investigar para encontrar alternativas más seguras. Una alternativa es la batería de estado semisólido, que representa un término medio entre las baterías tradicionales de iones de litio con electrolitos líquidos y las baterías de estado sólido. Al utilizar un electrolito gelatinoso, estas baterías ofrecen mayor estabilidad, densidad energética y una vida útil relativamente más larga.
La creación de electrolitos en gel suele requerir un tratamiento térmico prolongado a altas temperaturas, lo que puede degradar el electrolito y reducir el rendimiento de la batería y aumentar los costes de producción. Además, la resistencia de la interfaz entre el electrolito semisólido y el electrodo plantea un reto en el proceso de fabricación. Estudios anteriores han encontrado limitaciones a la hora de aplicar sus resultados directamente a las actuales líneas de producción de baterías comerciales, debido a la complejidad de los métodos de fabricación y a los problemas que plantean las aplicaciones a gran escala.
El equipo del profesor Soojin Park abordó estos retos utilizando un aditivo bifuncional reticulable (CIA), el hexaacrilato de dipentaeritritol (DPH), combinado con la tecnología de haz de electrones (e-beam). El proceso convencional de fabricación de baterías de tipo bolsa incluye la preparación de los electrodos, la inyección y el montaje del electrolito, la activación y la desgasificación. Sin embargo, los investigadores mejoraron la doble funcionalidad del DPH simplemente introduciendo un paso adicional de irradiación por haz electrónico tras el proceso de desgasificación. El CIA actuó a la vez como aditivo para facilitar una interfaz estable entre las superficies del ánodo y el cátodo durante la activación y como reticulante para formar una estructura polimérica durante el proceso de irradiación por haz electrónico.
La batería de tipo bolsa del equipo, que emplea un electrolito de gel, redujo significativamente la generación de gas de las reacciones laterales de la batería durante los procesos iniciales de carga y descarga, logrando una disminución de 2,5 veces en comparación con las baterías convencionales. Además, minimizó eficazmente la resistencia interfacial gracias a la fuerte compatibilidad entre los electrodos y el electrolito de gel.
Posteriormente, los investigadores desarrollaron una batería de alta capacidad de 1,2 Ah (amperios-hora) y probaron su rendimiento a 55 grados centígrados, un entorno que acelera la descomposición del electrolito. En estas condiciones, las baterías que utilizaban electrolitos convencionales experimentaban una importante generación de gas, lo que provocaba una rápida reducción de la capacidad con hinchazón de la batería al cabo de 50 ciclos. En cambio, la batería del equipo no generaba gas y mantenía una capacidad de 1 Ah incluso después de 200 ciclos, lo que demuestra su mayor seguridad y durabilidad.
Esta investigación es especialmente significativa porque permite que tanto la seguridad como la viabilidad comercial de las baterías basadas en electrolito de gel puedan fabricarse rápidamente en serie dentro de las líneas de producción de baterías de petaca existentes.
El profesor Soojin Park, de POSTECH, comentó: "Este logro en estabilidad y viabilidad comercial está llamado a ser un gran avance en la industria del vehículo eléctrico". Y añadió: "Esperamos que este avance beneficie enormemente no sólo a los vehículos eléctricos, sino también a una amplia gama de otras aplicaciones que dependen de las baterías de iones de litio."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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