Los detalles de este concepto de batería de iones de litio que carga a temperatura elevada para aumentar la velocidad de reacción, pero mantiene la pila fría durante la descarga, han sido publicados en la revista Joule.
Diez minutos
La clave para hacer que los coches eléctricos sean más atractivos comercialmente radica en desarrollar baterías que puedan alcanzar el 80 por ciento de carga, o un rango de aproximadamente 300 kilómetros, en 10 minutos, según explica Chao-Yang Wang, de la Universidad Estatal de Penn.
El problema es que hacer algo así requiere que las baterías absorban rápidamente 400 kilovatios de potencia, y las que están actualmente en el mercado no pueden: cuando las baterías se cargan rápidamente, los iones de litio se mueven del electrodo positivo al negativo, existe la tendencia de que el litio forme depósitos en forma de placa en la superficie del electrodo negativo que pueden acortar la vida útil de la batería.
Para solucionar o minimizar este problema, se calentó primero la batería a una temperatura muy alta para permitir que se forme un revestimiento de litio.
Para demostrarlo, tomaron una batería industrial disponible en el mercado e insertaron láminas de níquel de un grosor de micras en una pila de capas de electrodos. Esta estructura permite que el electrodo se caliente en menos de 30 segundos, estableciendo condiciones para que los iones se muevan rápidamente hacia el electrodo negativo sin causar un revestimiento en su superficie.
A continuación, después de diversas probaturas, descubrieron que a 20 °C, la batería podía mantener una carga rápida durante solo 60 ciclos antes de que el revestimiento de litio causara problemas que redujeran significativamente el rendimiento.
Por el contrario, calentar el electrodo a 60 °C permitió que la batería se recargara a través de 2.500 ciclos sin formar el revestimiento de litio que limita el rendimiento. Eso es equivalente a 14 años de uso o alrededor de 750.000 kilómetros de vida.
La lámina de níquel aumenta el coste de cada celda en un 0,47%, pero debido a que el diseño elimina la necesidad de los calentadores externos utilizados en los modelos actuales, en realidad reduce el costo de producción de cada paquete.
El equipo de Wang espera impulsar aún más el diseño y crear una batería que pueda cargarse en cinco minutos.
Fuente XATAKA