3M ha anunciado que invertirá en un nuevo proceso de fabricación de ánodos de silicio para baterías de ion litio, una tecnología que triplicará la capacidad de los ánodos convencionales y mejorará en un 40% la autonomía de los vehículos eléctricos.
La apuesta de la multinacional por este proceso, que ha solventado numerosas dificultades para escalar la producción y poder bajar precios, acerca la llegada de una nueva generación de baterías de alta capacidad.
Nanoscale Components es una empresa que ha desarrollado un nuevo proceso de pre-litiación de bajo costo. Con la inversión de 3M se quiere ampliar la adopción de un ánodo con silicio para una nueva generación de baterías de ion-litio.
Los ánodo de silicio tienen tres veces más capacidad que los ánodos convencionales y pueden aumentar la energía de la batería hasta en un 40% cuando se combinan con cátodos de alta energía. Todo ello manteniendo la duración y especificaciones propias de las baterías comerciales.
Según 3M, Nanoscale Components ya ha demostrado las propiedades de sus productos, pero lo más importante es que el nuevo proceso permitirá además reducir el precio de estos componentes gracias a la producción a gran escala y a una fácil introducción en los métodos de fabricación actuales usando procesos rollo a rollo. El comunicado añade que ya se ha establecido contacto con fabricantes de baterías para comercializar el nuevo producto.
El proceso de Nanoscale Components tiene su ventaja en el litiado del ánodo directamente, en vez de litiar el cátodo. El pre-litiado de cátodos se ha realizado anteriormente usando varios métodos como el tratamiento hidrotérmico con cloruro de litio o mediante reacción con n-butil-litio.
Sin embargo es necesario ajustar de forma especifica el grado de litiado en función de su posterior uso, que puede ser tanto vehículos eléctricos como almacenamiento en red o electrónica de consumo. Esto reduce la capacidad de producción a gran escala.
Por lo tanto, en lugar de desarrollar un método de pre-litiado individual para cada cátodo, es estratégicamente favorable desarrollar un método único para el ánodo y sincronizarlo para los diferentes cátodos.
El problema estaba en que para litiar los materiales que pueden usarse en el ánodo se necesita una fuente de litio más reactivo y por lo tanto inestable y difícil de controlar. Según 3M el nuevo método de Nanoscale Components supera muchos de los obstáculos de anteriores tecnologías de pre-litiación y tiene potencial para escalar su producción.
El proceso patentado se desarrolla por electrólisis, reduciendo el litio en disolución de tal manera que se puede intercalar el litio en el material del ánodo.
La eficiencia del proceso es mejorada burbujeando CO2 a través de la disolución, de modo que el equilibrio químico favorece la disolución de la sal y a su vez la formación de una capa SEI de carbonato de litio, que protege la estructura del ánodo.
Fuente | 3M
