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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