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Ánodo de litio metálico estable para baterías de gran capacidad

Ánodo de litio metálico estable para baterías de gran capacidad

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La Universidad de Stanford ha propuesto un nuevo proceso para obtener un ánodo de litio metálico estable, que puede ser empleado en baterías de litio-zufre o baterías de litio-aire.

Estas baterías tienen el potencial de poner a los vehículos eléctricos a la par con los de combustión en cuanto a autonomía, pero necesitan de un ánodo de litio metálico estable para aprovechar todo su potencial. Algo que podrían haber conseguido los de California.

Litio-vs-azufreLas baterías de litio-azufre y las de litio-aire tienen potencial para alcanzar una densidad energética por encima de 2.500 Wh/kg lo que las hace serios rivales frente a la gasolina. Pero para ello necesitan de un ánodo muy energético, un ánodo de litio metálico. El uso de un ánodo de litio metálico en pilas recargables es una fuerte apuesta por su gran capacidad energética teórica, que alcanza los 3.860 mAh/g, 10 veces mas que los ánodos de grafito que de momento se usan en la mayoría de las pilas actuales.

El problema es que su siendo tan energético el litio metálico es poco estable y no cumple los requisitos de seguridad y duración al descomponerse en el electrolito y formarse dendritas a lo largo de los ciclos de uso. La ultima propuesta para lograr un ánodo de litio metálico estable nos llega desde la Universidad de Stanford. Se trata una vez más del grupo del Profesor Yi Cui, del que ya hemos hablado en numerosas ocasiones, en colaboración con el premio Nobel de física Dr. Steven Chu.

litio-aire

En su último trabajo publicado en la revista Nature Nanotechnology con el título “Interconnected hollow carbon nanospheres for stable lithium metal anodes” el grupo de Stanford a cubierto el litio metálico del ánodo con una fina capa formada por medias nanoesferas de carbono huecas. Esta capa, que ha de ser continua y cubrir todo el metal, ofrece el aislamiento que el litio necesita permitiendo la formación de la internase sólido-electrolito (SEI) necesaria para el funcionamiento adecuando de la pila. Los resultados demuestran que no se forman dendritas y que se mantiene un rendimiento Coulombico del 99% gracias a la flexibilidad de la capa protectora, de tan solo 20 nanómetros, y a una formación de la SEI más homogénea.

Sin embargo el nuevo esquema tiene aun que mejorar. Alcanzar el 99,9% de rendimiento y probar nuevos electrolitos serán los siguientes pasos a tomar por el grupo del Profesor Cui, así como combinar este ánodo de litio metálico con cátodos ricos en litio, como los óxidos metálicos ya existentes, o incluso cátodos de litio azufre, Li2S.

FuenteNature

9 comentarios en “Ánodo de litio metálico estable para baterías de gran capacidad”

  1. Steve Chu fue el anterior Secretario de Estado de Energía en EEUU.
    Es premio Nobel.
    Tiene una sólida reputación.
    La nueva generación de baterías cada vez está más cerca.
    Solo espero que lleguen a tiempo antes que los mafiosos del H2 implanten a la fuerza su red de chupopteras, para seguir viviendo del chollo.

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  2. Me da igual k hagan un pack de celdas X k haga 300km y 1000ciclos, k consigan una celda k aunk solo tenga 300ciclos puedan acer un pack k haga 1000km.

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      • Una configuración baterías con 300 ciclos de 1000 kms no sería ni práctico ni eficiente. Una carga completa supodría muchas horas, incluso días, y se circularía siempre con un sobrepeso innecesario. Creo que baterías con un rango de 400 km reales sería de lo más razonable.

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  3. Me refiero a k saken una celda k pese como una de las de ahora pero con 10 veces mas de capacidad. Por ejemplo el leaf con 24kWh se podria hacer un pack de 240kWh, estas celdas aunk solo aguanten 250 ciclos antes de empezar a degradarse, podrias hacer 250000km en ciclos de 1000km y otros 100 ciclos de 500km de media antes de reemplazarlas, eso son 300000km. El tema es el precio y k no pesen . Ejemplo las del otro dia eran 15kWh en 60kg.
    Con 1000km de autonomia no haria falta casi cargadores. Siempre cargarias en casa y saldrias casi siempre de casa con 1000km de autonomia.

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    • Jellm, en el ejemplo que has puesto sería mejor bajar el peso del coche y en lugar de 400kg de baterías llevar 50 o 60 kg con un pack de 40 o 50 kwh. El coche ganaría en eficiencia al llevar menor peso. ¿Para qué quieres llevar siempre un pack de baterías que te permitan hacer 1000 km si a lo sumo haces 200 km cada día? Y 200 km ya es mucho. ¿Por si acaso? ¿Para esos 2 o 3 días al año que vas a hacer un viaje largo? Entonces sería mejor un pack de por ejemplo 300 km para el día a día y ocasionalmente que se le pueda poner un pack extra al coche para llegar a hacer los 1000 km. Si además son pequeñas, baratas y ligeras quizás podría plantearse modelos de coche con baterías extraíbles y que el conductor le pueda poner la cantidad de baterías que quiera según el viaje que vaya a hacer. Aunque las baterías tuvieran 300 ciclos con 3 o 4 packs en casa ya podrías hacer esos 300.000km. Pero estoy de acuerdo que si son baratas y ligeras y con alta energía especifica quizás valga la pena sacarlas al mercado con 300 ciclos. Más que la autonomía que lleves al salir de casa, que se podría gestionar a gusto del conductor, lo que hay que tener en cuenta es el precio x kilómetro de la vida útil de la batería, ahí se podría ver si son competitivas o no. Un saludo.

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    • Y los que no podemos recargar en casa por falta de garaje? Que ademas somos la mayoria de la gente. Por lo menos en europa.
      Todo eso está muy bien, pero pienso que la verdadera revolución con un cambio masivo ha ia el coche eléctrico vendra cuando desarrollen los supercondensadores, ya que no importa si tienes garaje o no, lo recargas en minutos. Porque un sistema donde tengas que estar media hora para hacer 400km, a la mayoria de la gente no le va a gustar.

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  4. Avanzamos, y los acumuladores con mas densidad que los combustibles y recargas ultra-rápidas ()segundos) están mas cerca de lo que parece.
    Así que por mucho que se empeñen ciertos poderes en implantar el Hidrógeno, no podrán. Lo malo es que su tontería la pagaremos entre todos, al tiempo.

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