Baterías de ion litio con 10 000 ciclos

¿Compraríais un coche eléctrico de segunda mano con 1 millón de kilómetros y la batería original? Aun hacen falta muchos años para que eso pueda ocurrir, porque para recorrer 1 millón de kilómetros se necesita su tiempo, pero ya hay baterías preparadas para ello.

El centro de investigación alemán ZSW ha presentado una batería de ion litio capaz de llegar a los 10 000 ciclos sin perder apenas capacidad y ofreciendo una potencia comparable a las pilas actuales, un paso importante para ganarse la confianza de los compradores de vehículos eléctricos.

En plena guerra comercial con China, Alemania saca pecho de la calidad de sus productos frente a los precios de los asiáticos. El centro de investigación de energía solar e hidrógeno de Baden-Württemberg presenta un producto competitivo y fiable y lo anuncia comparándolo abiertamente con los productos asiáticos.

La nota de prensa del ZSW especifica claramente que el uso de sus baterías está enfocado en el mercado de los vehículos eléctricos, por la importancia de la duración y la fiabilidad de las baterías que este mercado requiere, y la necesidad de que están estén preparadas para durar tanto como el resto del vehículo.

Estabilidad de las celdas a 1C. A la izquierda sin equilibrar la cantidad de litio. A la derecha celda equilibrada

Gracias a un profundo conocimiento del funcionamiento de las baterías de ion litio, los investigadores de este centro han conseguido la receta perfecta para evitar la fatiga que sufren las baterías de ion litio, y es exactamente el mismo consejo que siempre me ha dado mi madre; no pasarse con la sal.

En este caso con el litio. Lo explicaron claramente en un breve artículo de la conferencia de ECS Honululu en 2012, el exceso de litio en el cátodo provoca voltajes negativos y una acumulación de litio en el ánodo durante la recarga, generando una pérdida del metal y por lo tanto de la capacidad de la pila. Por otro lado, el uso de un ánodo más grande para evitar esta descompensación aumenta innecesariamente el peso del conjunto reduciendo la densidad energética de la pila.

Los cambios de voltaje no se detectaban cuando se caracterizan los electrodos, ya que el procedimiento normal es hacerlo por separado, cuando es bien conocido que el rendimiento final de la batería está gobernado por la combinación de materiales en ambos electrodos. Ahora además se ha remarcado la importancia del exceso de litio en la duración de las baterías.

Un ajuste posterior de los demás parámetros en la construcción del cátodo; grosor, compactación, aditivos e imperfecciones, y la elección del compuesto más apropiado (LiNi0.8Co0.15Al0.05O2) ha permitido al grupo del ZSW fabricar estas baterías que retienen más del 85% de su capacidad tras 10 000 ciclos (a 2C) con una buena potencia especifica de 1 100 W/kg, que permite recargas rápidas de hasta 5C (12 min) manteniendo un 75% de su capacidad.

El siguiente paso es llevar la tecnología a pilas más grandes y pilas prismáticas para su uso en vehículos eléctricos, ya que el modelo fabricado es la pila cilíndrica de formato 18 650… el formato que está dando tan buenos resultados en los modelos de Tesla.

Moraleja: Si tu madre te dice que va a refrescar, llévate una rebequita.

 

Fuentes | ZSW | ECS | Journal of Power Sources

23 Comentarios

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    June 08, 2013

    A ver si es verdad y los alemanes se ponen las “pilas” por fin. @1

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    June 08, 2013

    Y todo esto haciendo caso a las madres… El día que hagamos caso a las abuelas… :D

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    June 08, 2013

    Sólo falta verlas en funcionamiento en vehículos reales y sobre todo en taxis que serán los primeros en llegar a ese 1.000.000 de kilómetros. Mientras tanto…….. a seguir esperando.

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    June 08, 2013

    En este foro se ha desguesado el tesla s Hasta su mas escondidos defectos. Como es posible que los constructores no sean capaces de hacer lo mismo, y generar vehiculos netamente competitivos en el mercado.

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      June 08, 2013

      Los fabricantes no pueden copiar la estructura de la batería de tesla, que ha día de hoy hay una cosa llamada patentes…. un mal necesario

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    June 08, 2013

    Os imagináis que fuese verdad… que durasen al menos 1000 ciclos reales, porque en el propio uso del vehiculo, descargando y cargando con el regenerativo, le reduce los ciclos de carga por el enchufe, pero haciendo un pack de 300 km reales seria perfecto, este es el problema, demasiado bueno para que el poder del petróleo lo deje ser viable. Si fuese verdad, Musk ya tenia que haber dicho algo, aunque sean alemanes es el mismo formato cilíndrico que utiliza tesla, no?

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    June 08, 2013

    airtronik, Eduardo: Hacer pilas con geometría hexagonal o cuadrada es mucho mas complejo y caro que hacerlas cilíndricas. Ademas si se compactan demasiado resulta mas difícil refrigerarlas. Los cilindros permiten dejan huecos por donde fluye mejor el aire(o el refrigerante) Se redujo la vida de las bombillas para hacerlas mas eficientes. Se pueden fabricar bombillas que duren mucho mas, pero a costa de poner un filamento mas grueso que resulta mas ineficiente.Es decir consume mas electricidad para generar la misma cantidad de luz. Lo que te ahorrarías en bombillas te lo gastarías en un electricidad. El problema al que se enfrentan los fabricantes de coches para poder aumentar sus ventas no es que duren demasiado… sino que son demasiado caros y ademas exista mucha incertidumbre sobre lo que duran las baterias. Los clientes no se atreven a gastarse una pasta en un coche electrico.. para luego tener que cambiar de batería cada 2 o 3 años. Si la bateria dura tanto como el coche,

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      June 08, 2013

      Alb, desde mi desconocimiento si entiendo que puede ser más costoso el tema de fabricar ese componente con tantos pliegues, y que la perdida de espacio sea una ventaja para refrigeración. lo que me cuesta entender es que sean formato tipo AAA como los de los juguetes, aunque puede que ese sea precisamente la ventaja. Por otro lado el tema de la obsolescencia programada a mi tampoco me termina de cuadrar, es posible que en algunos productos se hiciera, pero creo que es una mala estrategia, es cuestión de sentido común. y de acuerdo con el tema de las bombillas que duran 100 años y mil cosas más.

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    June 08, 2013

    Todos sabemos que variando un poco las cosas se crean nuevas patentes, solo hay que querer hacerlo. Por ejemplo el leaf, si la batería cuesta 5500 euros o asi, ponerle 72kw subiría el precio a unos 42000 euros haciéndolo mas grande y pesado, seguro. Con 300km reales en carretera no darían a basto, pero 130km por 32000 euros….. A ver que hacen con la eNV-200, deberían de dar opciones de autonomía, porque sitio tiene. Solo espero que tesla se los coma a todos y saquen sobre su power train carcasas de carrocerías intercambiables, furgonetas, descapotables, etc. Y que hay del mundo de las motos e, no dicen nada de estas pilas, si son muy caras igual es mas viable hacer packs para motos que para coches.

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    June 08, 2013

    Buena noticia, respecto a la geometría de las pilas, lo lógico es hacer prismas exagonales, para aprovechar más el espacio con el mínimo de materiales. un saludo Estupendo blog y estupenda la gante que aquí participa.

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      June 08, 2013

      Excelente noticia… Buena apreciación la de Eduardo… incluso yo propondría una geometría más sencilla, cuadradas o rectangulares para encajarlas entre sí… no?

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    June 08, 2013

    Esto me recuerda a las bombillas de la antigua RDA que duraban 100 años……..esto no interesa, sacarán unas baterías más baratas pero que durarán menos para que pases por caja cada 5 años…..OBSOLESCENCIA PROGRAMADA SEÑORES!!!

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    June 08, 2013

    Respondiendo a la pregunta: Sí, primero comprobaría que aun conservan una autonomía “decente”, y lo compraria sin problemas de esta parte

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    June 08, 2013

    ¡¡Que maravilla!! por suerte hay países donde se apoya la investigación, aunque sea privada.

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    June 08, 2013

    Cuando el rio suena agua lleva. Creo que los alemanes estan viendo la presión y no les toca más que dar pequeños coletazos para decir que están ahí, pero aún les pesa mucho dependencia petrolífera. Buenas tardes y buen trabajo.

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    June 08, 2013

    Sobre la obsolescencia programada hay por ahí un documental sobre una impresora con chip contador que producía un “fallo” y al taller y como reseteando el chip funcionaba perfectamente. que no harán.

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      June 08, 2013

      si que es verdad que los coches tienen una obsolescencia programada como todo en este mundo consumista-capitalista deliberada, pero la que tienen las baterías actuales de 3 a 5 años de vida con uso muy intenso, es demasiado corta, incluso para ellos y sus propósitos corporativistas, necesitan pilas que les duren más y este salto evolutivo puede ser el detonante que permita entrar en el mercado, después cuando haya una crisis de cojones con el petróleo ya dejarán entrar las pilas de zinc aire que valen 2 pesetas

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    June 08, 2013

    Unas celdas muy interesantes pero como siempre hay PEROS en su web no dicen ni pio de cuando la comercializarán, tampoco dicen que energía especifica tiene la celda y aqui me apuesto lo que querais que es bastante más baja que las celdas Panasonic que monta Tesla 247wh/kg. Como siempre una noticia humo que se disuelve muy rápido y que no lleva a ningún sitio.

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    OJala lancen baterias en el primer mundo con mas potencial de recargas y densidad energetica que las Chinas porque sino nos van a comer otra industria y llevamos unas cuantas… Por desgracia dudo que llegue a interesar esos ciclos ya que quieren obsolescencia programada y que pases por caja cada x años. Buena noticia, aunque de la teoria a la practica va un trecho.

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    June 08, 2013

    Que buena noticia, solo queda seguir esperando mientras sucede

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  17. Avatar
    June 08, 2013

    ¿Buena noticia? Ridícula más bien. Soy el primero en desear tecnología de acumulaci´no de energía eléctrica “perfecta” pero sed realistas, nadie, ninguno, querría un coche con 1M km, lo de menso sería que la batería estuviera bien: tapicería, guarnecidos, rodamientos, silentblocks, etc etc estarían mal o peor. Con la tecnología actual ya se pueden hacer, y algunos hay, coches suficientemente prácticos. Otra cosa es que la gente sea conservadora y no se atreva, o que los Gobiernos tampoco se atrevan a promocionarlos.

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    June 08, 2013

    Juer #Lester, has resumido en una frase todo lo que acontece a este tema, esperad mientras seguís consumiendo lo que queremos.

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