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Nueva batería de Litio-Azufre. Doble densidad energética, misma durabilidad que las ion litio

Nueva batería de Litio-Azufre. Doble densidad energética, misma durabilidad que las ion litio


Un equipo de investigadores de Corea del Sur e Italia ha publicado sus resultados en la fabricación de un novedoso diseño de batería de litio-azufre, que muestra un rendimiento comparable al de las baterías de ion litio, pero con más del doble de la densidad de energía.

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Los resultados muestras una alta capacidad por encima de los 500 ciclos, una durabilidad superior a lo ofrecido normalmente para este tipo de baterías que junto con su alta densidad energética las postulan como candidatas para su uso en vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.

El equipo ha demostrado una alta fiabilidad para estas prometedoras baterías de litio-azufre con un rendimiento comparable al de las baterías de ion litio disponibles comercialmente, ofreciendo al mismo tiempo más del doble de densidad energética que estas. El equipo, dirigido por un grupo de la Universidad de Hanyang, utiliza un cátodo de azufre con una doble composición (azufre y polisulfuro) y un ánodo de nanoesferas de silicio-óxido de silicio (Si / SiOx) litiadas.

En un artículo de la revista ACS Nano Letters, se explica cómo la celda de litio-azufre, que mostró un rendimiento excelente en términos de capacidad específica y una sobresaliente eficiencia de carga-descarga, tiene además una vida útil muy elevada en comparación a otras baterías de este tipo.

Las baterías de litio-azufre son una de las tecnologías promesa para la próxima generación de acumuladores. Usando una materia prima de bajo coste y gran abundancia para el cátodo, el azufre tiene una capacidad teórica de 1675 mAh/g, pudiendo llegar a ofrecer una densidad energética de 2500 Wh/kg. Su mayor defecto, lo que limita su comercialización, es la baja estabilidad de los electrodos de azufre, que tienden a degradarse por la formación de polisulfuros de litio que se disuelven en el electrolito.

Para atajar estos problemas los investigadores diseñaron una celda de LiS utilizando un cátodo de azufre compuesto, un ánodo de silicio con nanoesferas de silica litiadas y un electrolito líquido optimizado para el conjunto. El cátodo consiste en un material compuesto de carbono activado y azufre montado sobre un electrodo de difusión de gas (como en una pila de combustible) en contacto con una solución a la que se ha añadido el polisulfito, Li2S8. Este sistema de cátodo proporciona una capacidad máxima de ~1300 mAh/g y probablemente sea el encargado de evitar la formación de polisulfuros en el electrolito.

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A una tasa de descargas C/3 el cátodo muestra una capacidad de ~ 1000 mAh/g y una eficiencia Coulómbiaca de más del 99,3%, mantenimiento la capacidad por encima de 99% de la capacidad inicial incluso después de 100 ciclos. El ánodo muestra un comportamiento muy estable para más de 100 ciclos con una capacidad tan alta como 800 mAh/g y una eficiencia cercana al 100%.

A partir de ahí la capacidad baja manteniendo un 85% de la capacidad inicial y una capacidad específica cercana a los 750 mAh/g pasados los 500 ciclos. Esta estabilidad es un comportamiento prometedor y refleja una gran durabilidad. Para la celda completa los autores declararon un voltaje promedio alrededor de 1,8 V, y a una densidad de energía de 497 Wh/kg.

Dejando claro que estos son resultados preliminares que aun pueden ser mejorados antes de su comercialización, los autores creen que «estos resultados podrían avanzar en el desarrollo práctico de baterías de litio-azufre, especialmente para su uso en los mercados emergentes, incluyendo dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala para energías renovables.»

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50 comentarios en «Nueva batería de Litio-Azufre. Doble densidad energética, misma durabilidad que las ion litio»

  1. Ante este tipo de noticias siempre me encuentro un dilema. Estoy deseando comprarme un eléctrico, pero, ante el avance imparable de la tecnología de las baterías, ¿Hará que cualquier inversión en un eléctrico de hoy sea un desastre en términos de degradación de precio del coche? Es decir, invierto hoy un dinero importante, y en 4-5 años en valor sería mucho menor que la degradación de precio normal en un coche de combustión?… Dejo mis reflexiones aquí.

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    • Tienes todala razón y más teniendo en cuenta qque los fabricantes , por lo general no se interesan por los productos una vez vendido ss .
      Por ejemplo si te compras un electrio dudo mucho que dentro de 5-6 años te ofrezcan la posibilidad de cambiar la batería por una actual. Te pondrán otra igual , aunque (tal vez) la tecnología permite duplicar la autonomía por centímetros cúbico de batería.

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    • La degradación de los coches de combustión va a ser intensa también. Lo mejor que puedes hacer es comparar costes y reventa a 5 años y a 10 años de 2 modelos, uno de combustión híbrido vs uno eléctrico.

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    • En una tecnología emergente ese problema siempre lo tienes. De todas formas noticias de baterías milagrosas las tenemos cada 2×3, pero yo de momento lo máximo que puedo comprar son las 18650 de 3400mah. Cuando encuentre de más capacidad os lo haré saber.

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    • Creo que la mayoría tenemos ese dilema…

      Mi pronóstico para el tema de las baterías es que todavía tendremos el modelo de baterías actuales para al menos 4 o 5 años. De aquí a entonces sí que habrán salido alternativas interesantes como las famosas baterías de estado solido. Otra cosa es que el precio compense las ventajas.

      Lo ideal es que las baterías fueran modulares en cualquier vehiculo de modo que se pudieran reemplazar unas por otras segun se degraden o segun avancen las tecnologías. Probablemente sea así en un futuro, pero por ahora muchas facilidades para ello no hay.

      Por otro lado los térmicos se van a degradar bastante más que un eléctrico así que en términos de degradación yo valoraría eso tambien.

      – Si te sobra el dinero y necesitas cambiar de coche comprate un electrico que se ajuste a tus necesidades actuales y no le des más vueltas.
      – Si no te sobra el dinero o no tienes prisa entonces planteate cuales son tus necesidades a corto y medio plazo, tan pronto algun vehiculo electrico las cumpla con la tecnologia actual podra ser un candito a tu compra siempre que el precio acompañe.

      En mi caso, salvo que me toque la lotería, estoy en el segundo grupo. Cuando pueda hacer comodamente un mínimo de 450-500km por autopista por menos de 40.000€ me plantearé la compra. Si para ello tengo que esperar 2, 3 o 4 años pues los esperaré y mientras alargaré la vida todo lo posible a mi actual térmico por mucho que me pese.

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      • Ah, se me olvidaba…

        Una opción interesante tambien sería el leasing, pues como sabéis pagando una «cuota» en unos 4 años te cambian el coche o te dan opcion a comprarlo por la cantidad que quede.

        En el caso del electrico eso es algo ideal porque si en 4 años ha mejorado la tecnologia te pondran otro nuevo con tecnologia actual. Lo que no es tan ideal son los precios …

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    • Bueno los termicos tambien estan en la misma tesitura, pero tenemos el ejemplo pasado, y vemos que coches eléctricos con unas baterias muy caducas se siguen vendiendo bien. Todo y con eso todo lo que lees aquí quedan de 5 a 10 años para verlas en la calle eso si no se muera la tecnologia por el camino.

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    • El avance de la tecnología es imparable de verdad. Ahora vivir con miedo de que mañana llegara algo mejor es simplemente inapropiado para el mundo que vivimos hoy. Un ejemplo, me acabo de gastar miles de euros por el ultimo televisor oled de la marca Coreana LG, el cual por imagen , calidad de sonido y tecnología aplicada es simplemente lo mejor hoy disponible , ahora claramente en un año o dos habrá una nueva pantalla oled de LG que será lo máximo y mi actual compra ya no será tan atractiva, también me pasara con mi Iphone 8 Plus y el PC portátil, mi coche Mazda Skayactiv con caja automática 6 velocidades, que posible dentro de uno o dos año se estrenara una caja de 8 o 10 cambios, etc, etc. El consumir hoy es para productos que de ninguna manera serán para toda la vida, sin duda todos los productos industriales y tecnológicos sufren una constante evolución que nos impulsan a renovarnos y a consumir constantemente, de eso se trata.

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    • Dependiendo de los Km. que hagas, la desvalorización de la batería fácilmente será menor que el dinero que te hayas ahorrado en petróleo.
      En algún sitio hacían los cálculos, no me acuerdo dónde los vi, pero andan por internet.

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    • El planeta no espera a nadie, tienes sus reglas que hemos roto y acelerado las cosas. Ahora están investigando para retrasar un poco…

      Los mercados ( todos los actores..) son quienes tienen la llave de mejorar las condiciones para acelerar esa transición, esa aceleración en las investigaciones…. Al final son los que tienen el dinero

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  2. Es más fácil: Si los fabricantes tratan a las baterías como un componente más y te permiten cambiarlas o repararlas a un precio razonable, no haría falta esperar.

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    • En pocos años habrá baterías que no sean las originales.

      ¿Creéis qué fabricantes de baterías como LG, Samsung, Panasonic, y muchos otros, cuando tengan cubierta su demanda actual no se pondrán a vender packs de batería por su cuenta?

      Pues siempre podremos recurrir a terceros sin tener que pasar por el fabricante, tal como ocurre ahora con muchos repuestos «no oficiales».

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  3. La degradación de los de combustión va a ser mucho mayor. Tened en cuenta que vamos tener unos cuantos años en que la demanda de eléctricos va a ir siempre por delante de la capacidad de producción. Además estoy convencido que dentro de 10 años habrá muchos talleres que se dediquen a cambiar baterías, lo que será casi como comprarse un coche nuevo.

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    • Joer casi como cambiar de coche nuevo el cambiar la bateria….? Pues no sera nada caro uno nuevo si te lo compras a 3000 o 4000 euros….que es lo que valdra una bateria media….

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    • Depende como lo mires. Si metes el doble de capacidad te durará lo mismo. Porque lo recargaras la mitad de las veces. Si en lugar de 60Kwh metes 120 en el mismo espacio al mismo precio, la batería te vendrá a durar lo mismo. Y sino calcula cada cuanto tiempo haces 400 u 800km que es la autonomía que te dan ambas baterías.
      Y ojo, que el artículo dice que tras 500 ciclos mantiene 85% de capacidad. A partir de ahí aún hay batería para rato, dado que normalmente la degradación más rápido viene al principio y luego se ralentiza.

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      • En realidad, te durará más la de 120kWh, porque las descargas para el mismo trabajo serán a la mitad que la de 60kWh. Si con la de 60kWh consumes 60kW, la descargas a 1C, sin embargo, a la de 120kWh, la descargas a 0,5C. Y la batería, en esas condiciones, da más tiempo de descarga…

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      • La pregunta que yo tengo, que quizá alguien pueda responder, es si las recargas parciales cuentan como un ciclo completo o como un ciclo parcial.

        Es , si todos los días gasto por ejemplo el 20% de la batería, digamos del 80 al 60%, y por la noche vuelvo a recargar ese 20%, ¿cuenta como un ciclo de carga o sólo como un 20% de un ciclo de carga?

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        • Cuenta sólo como el 20% de un ciclo de carga. Pero es más, cuenta aún menos en la degradación porque no es lo mismo cargar al máximo y exprimir también al máximo una batería y por tanto hacer un ciclo, que mantener la batería con un buen margen tanto superior como inferior; así como dices duraría mucho más.

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    • Verde si pero con 500 para la mayoría de personas llegan a los 10 años cargando 3 o 4 veces al mes eso sería unos 4000km al mes que para mayoría de personas no lo hacemos y después tienen el 85% que todavía es bastante razonable. Encima por cada recarga podríamos recorer el doble de km eso ya sería como el doble de las batería de hoy en día.

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    • Si tiene mitad de ciclos, pero tienen el doble de capacidad, la cargarás la mitad de veces para andar lo mismo. Luego te durará el mismo tiempo.

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  4. Es cierto que la tecnología de baterías evoluciona rápido, pero si te compras un coche que satisface toas o parte de tus necesidades, que más da? Me explicó en mi familia compramos un Nissan leaf de 30kwh, nos hace 150-180km, lo usamos prácticamente todos los dias, y le hacemos 50 o 60 km, la distancia la trabajo de mi mujer compras, cole de las niñas y poco mas, cuido la batería todo lo q puedo (cargas lentas y trato de no pasar del 80/85% si no me hace falta) y para nosotros ese coche nos puede durar muchísimos años! Le voy. A havver el mismo uso durante toda su vida probablemente, claro que me gustaría tener una batería con una capacidad mucho mayor y poder viajar con él a cualquier sitio, pero una familia que tenga dos coches con una batería así prácticamente el 99% de los viajes como segundo vehículo los puede hacer.
    que se deprecia? ( Prefiero que no) pero a mi el servicio me lo va a dar. Y si me tengo que deshacer de el, le seguirá pudiendo servir a cualquiera con una situación similar… Y habré disfrutado de el durante 5 años, y no habré contaminado esos 5 años.
    Es cierto q tengo un combustión para viajes, pero después de un año con el eléctrico y no usarlo casi nada, estoy pensando venderlo y alquilar para vacaciones

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  5. Valentin Navarro piensas como una persona lógica no como una empresa.Las baterias son una parte del coche y a las empresas les interesa endosale ese coste al cliente o hacer negocio con el como Renault con el alquiler de las baterías (Robo) y como es su negocio no permitirán el cambio de baterías por unos terceros a no ser que pagen o sean ellos mismos.

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    • Para eso está la política seria. Para impedir ese abuso por parte de las empresas, que iría contra el principio de libertad de mercado que rige la UE.
      Para mí, ese es un parámetro fundamental para la compra de un eléctrico, la facilidad y coste del cambio o renovación de la batería.

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  6. Ahora mismo la compra de un eléctrico requiere de espíritu pionero, porque la tecnología no está tan asentada y va a tener una grandísima evolución y estandarización, durante la próxima década.
    Si vas pensando en valores residuales no me compraría un eléctrico. Los térmicos seguirán teniendo salida en el mercado de segunda mano en el norte de África y el este de Europa.

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    • Pues ojo, que por lo que tengo entendido, con el abaratamiento de las placas solares, en África están apareciendo tejados con placas como setas.
      Me da que se van a saltar la fase de grandes tendidos eléctricos al igual que ha ocurrido con la telefonía móvil, que se ha extendido sin pasar por la telefonía fija.

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      • No es lo mismo la energía que consume un hogar del tercer mundo con la necesaria para un vehículo que haga los kilómetros que se hacen por allí.
        De todas formas estamos hablando de vehículos para comprar el año que viene, dentro de 5 años ni idea.

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  7. Hay un aspecto que no consideráis ninguno, y es la edad, si tienes unos añitos, no puedes elecubrar de lo que pasará, si tienes dinero te compras un buen eléctrico y …… a disfrutar!!!!
    Amén de que si encima es casi autónomo, prolongará tu libertad de desplazamiento con más seguridad que cuando tenias 25 años.
    Saludos y felices fiestas!!!!!!!

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    • Con un buen eléctrico y ganas de cuidarlo, te puedes tirar 15-20 años. Para entonces estamos acostumbrados a que su valor sea residual. El problema lo tienen aquellos que se cansan rápido de sus “juguetes” o el que tenga mala suerte y el coche le salga malo por cualquier cosa.

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  8. La química de las baterías está en pañales , comprar Ada con con otros sectores industriales o permuto la de los medicamentos,y en pocos años todo será diferente,y tendremos baterías deuy diferente composición química y con prestaciones que nada tendrán que ver con las actuales,pero esto va a ocurrir no para el año 40,como dicen los intoxicadores interesa dos,sino en 3_4añod.Y desde luego podremos comprar baterías en las tiendas,como hacemos ahora con las de plomo,pues los fabricantes no van a permitir que los fabricantes de automóviles distorsionen su precio real y limiten las ventas,como hacen ahora Y sino,al tiempo.Y felicitación a Surov ,por sus comentarios equilibrados,no personales ,y que siempre participa,como si permaneciera a la organización

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  9. todo esto confirma mi teoria de que la cosa esta verde. Que sentodo tiene comprarse un Zoe al doble de precio de lo que cuesta un clio, o un Smart ev al dob!e de lo que vale uno de gasolina y mas desconociendo si dentro de cinco años el zoe actual puede se un coche totalment obsolet, como ya lo son ahora coches de hace cinco o seia años como el nissan leaf de 24kw. o los trillizos de 20kw.
    Respecto a los coches de combustion, bueno mi viejo tdi, despues de 16 años funciona como el primer dia, no se le ha roto practicamente nada en estos 16 años y gasta 5.5l a los cien, esto es el desgaste que ha tenido hasta ahora.

    Responder
      • Bueno, como lo son las calefacciones a gasoil, los cruceros, los barcos pesqueros, lis tractores, las centrales electricas de carbon, de fueloil, los aviones, las furgonetas de reparto, los coches de bomberos, los tanques del ejercito, los submarinos y portaviones de la armada, los coches de la G. civil de trafico…, no sere yo mas papista que el Papa.

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    • Pues cómprate uno, hazle más de 25.000 km al año, disfruta de ventajas como no pagar en zona azul y bonificaciones en impuestos, recargas gratuitas, pásale al coche unas revisiones muy económicas. Y si a esto le sumas tener suerte y optar a una subvención como fue mi caso en 5 años hablamos a ver que opinión tienes.

      Responder
    • Respuesta a Macia

      ¿Que la tecnología del VE está verde?

      Pues ya me dirá Ud la de su queridísimo diesel, cuyos fabricantes lloran porque no pueden seguir fabricándolos, ya que los límites de contaminación regulados no hay manera de bajarlos, y lo único que les queda es fabricar VE (si, esos que Ud dice que están verdes) para compensar el exceso de contaminación de los térmicos, jajajaja.

      Y por si no lo sabe, la aplicación del WLTP, es lo que está conllevando a parar todas las fabricas, porque hay que modificar los motores, para hacerlos más potentes (más consumo), para compensar la complejidad técnica de emitir menos emisiones, es decir mismas prestaciones con más consumo = MENOS EFICIENTES y más costosos en el uso, pues van a consumir más combustible, para llegar al mismo sitio que los actuales,

      Esto último si que es ESTAR VERDE, ¿no cree Ud?

      Responder
  10. Desde luego, como algunos habéis comentado en este hilo, si fabricantes como Tesla o Jaguar dijesen que ante una nueva tecnología de baterías en unos años, los coches actuales (Model S, X o 3 o i-Pace) dispondrían de un «recambio» de batería con la tecnología del momento a un precio «razonable», esto para mí sería determinante para tomar una decisión ya y no tener que esperar a que estas nuevas tecnologías se comiencen a «estandarizar».

    Responder
    • Respuesta a Jose Manuel

      No pongamos excusas y limitaciones que no existen.

      Ud no debe preocuparse de la batería al menos si son las de Tesla, pues tienen una garantía de 8 años y se ha demostrado que son las que menos degradación tienen. Es más, posiblemente mueran con el vehículo pues sus motores según Tesla tienen una fiabilidad de 1.600.000 Km, cosa que un térmico tendría que haber cambiado el motor completamente unas 5 veces como mínimo.

      Si hace números, la tecnología eléctrica en su conjunto es «mucho más razonable» económicamente hablando y su excusa con Tesla, es eso, una excusa, cosa que no traslado a Jaguar, ya que Tesla fabrica sus baterías y vive SOLO DE SUS VE, cosa que no ocurre con Jaguar y el resto de fabricantes tradicionales, que como leemos constantemente, quieren pero no pueden, y no me extrañaría que a largo plazo, mantengan una actitud de destrucción del VE, porque ellos han vivido y quieren vivir de lo térmico, motivo por lo que nunca me compraré un VE de una marca tradicional, a no ser que esta decida no fabricar NUNCA MAS térmicos y se dedique al VE COMPLETAMENTE.

      Responder
  11. Si saliesen unas ruedas flotantes en los proximos 5 años…
    Todos los fabricantes las adoptarian y las viejas no se fabricarian mas…
    Pero si tienes un voche viejo con riedas normales, seguro que algun taller te pondria las nuevas flotantes por un modico precio…

    Lo mismo vale para cualquier bateria futura…

    Yo creo que apareceran nuevas empresas de «reconversion» de vehiculos…

    Ya hay muchas que te convierten un gasolina en un electrico, aunqie no merezca la pena por el precio…

    Pero haberlas haylas!

    Responder
  12. Solo hay cinco parametros que determinan si una bateria es compatible con otra:
    – Potencia
    – Voltaje
    – Peso
    – Dimensiones
    – Anclajes

    ,No entiendo porque no se van a poder fabricar packs de baterias compatibles con cualquier modelo de coche, segun mejoren las quimicas…

    Responder
    • Se te olvida otra, tal vez la más importante: Que el fabricante no meta un protocolo de comunicaciones propietario o codificado entre la batería y el coche…

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      • Lo mismo podrían hacer con respecto a las ruedas o cualquier otro componente que se te ocurra. Francamente, creo que lo que dices, al menos en Europa, probablemente sería ilegal.

        Responder
    • Te olvidas del sistema de climatización de las baterías, que las conexiones sean iguales, la potencia de calefacción y refrigeración suficiente, los líquidos que utilice compatibles…. Si se quiere todo se puede, desde luego, pero son unas cuantas cosas a tener en cuenta.

      Las baterías mejorarán mucho, pero igual lo hicieron los ordenadores o la electrónica y no por eso dejamos de comprarla. Haz tus cuentas y si piensas gastar el coche, lánzate.

      Responder
      • Ruben es una forma de pensar, en las baterías actuales de los vehículos eléctricos el sistema de potencia y control esta en el coche no en la batería con lo que el cambio de batería no supondría mas problema que el espacio que ocupa el que fuera con mas potencia se solucionaría con programación. En el ejemplo de los ordenadores se avanza pero también se retrocede si compras ahora un ordenador el procesador que lleva igual esta fabricado desde hace 5 años (para esta programada su salida) su vida útil cada vez es mas corta usar y tirar ya no se puede cambiar el procesador de la placa base ni el chip selet etc.La economía del primer mundo busca producir cosas venderlas y olvidarse de lo que pase después,son los gobiernos los que deberían obligar a cambiar las reglas a las empresas ejm.. Cuando se produce algo hay que pensar en su vida útil, reutilización ,reciclaje etc. y sus costes de todo tipo no solo económicos, medioambientales también.. Toda empresa que produce fuera deja fuera del país los beneficios, pues adiós subvenciones etc..Evitar monopolios y subcontrataciones ejm antes Tudor producía sus baterías por completo todo en fabrica, solo compraba las materias primas, ahora casi todo esta subcontratado a otras y seguro que así sale mas costoso,el excesivo numero de intermediarios en un proceso productivo es otro problema.En EEUU se permite a un particular hacer modificaciones del vehículo y si pasa su ITV todo correcto, aquí se les llena la boca a los políticos de hablar de emprendedores y eso no es posible con el negocio que se pierde reparando y cambiando baterías y seguiríamos así hasta el infinito

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