La Universidad de Zhengzhou y la de Stanford presentan los trabajos con un electrolito sólido. Precio asequible y 500 Wh/kg

La carrera por lograr el desarrollo de baterías con mejor densidad energética, y más económicas, está logrando resultados cada vez más esperanzadores. Sobre todo prometedor es la tecnología del electrolito sólido, donde dos grupos de las prestigiosas universidades de Zhengzhou, China, y Stanford, Estados Unidos, han logrado importantes avances.

Una colaboración entre los dos equipos ha conseguido el desarrollo de un sistema de batería de Li-S y otra de Li-Se líquido a base de electrolitos sólidos (SELL-S y SELL-Se) con el potencial de entregar densidades de energía superiores a 500 Wh/kg y volumétrica de 1,000 Wh/L. Algo que permitiría por su cuenta el desarrollar packs con una elevada capacidad y en un menor espacio que los sistemas actuales, a lo que además añaden podrá hacerse usando materiales de precio más reducido.

Las baterías usan un tubo de cerámica Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO) como electrolito y funcionan a temperaturas por encima del punto de fusión del litio, unos 180°C. Los efectos de desintegración del polisulfuro o poliseleniuro y el crecimiento de dendritas de litio se evitan de manera efectiva, y se puede lograr una alta densidad energética, al mismo tiempo de una elevada estabilidad, capacidad de carga y descarga rápida, una elevada eficiencia Coulombica y eficiencia energética.

Las cifras que maneja este equipo pueden ser comparadas por ejemplo con los datos de las mejores baterías que actualmente hay en el mercado, que suelen contar con densidades energéticas de hasta 300 Wh/kg y volumétrica de 750 Wh/L. Pero sustituyendo los cátodos metálicos por elementos como el azufre (S) y el selenio (Se), permitirá elevar la densidad de forma muy destacable gracias a su capacidad máxima teórica que llega a los 1,670 mAh/g cuando es litiado a Li2S, y 675 mAh/g cuando lo hace a Li2Se.

Esto nos llevaría a una densidad máxima teórica de 2.600 Wh/kg y 2.800 Wh/L, lo que correspondería con un coste a nivel de celda de 41 dólares el kWh en el primer escenario, llegando a los 15 dólares el kWh en el segundo. Números que sin duda permitirán el desarrollo de baterías extremadamente eficientes y compactas que además contarán con un coste muy competitivo.

El uso de un electrolito de metal y un electrolito orgánico líquido, permite crear una estructura más segura que era uno de los principales problemas a los que se enfrentaba esta composición que ahora disponen de una nueva vía para poder crear baterías más capaces en todos los aspectos, desde la densidad energética, volumétrica, su vida útil, capacidad de carga rápida, y también con un precio de los materiales competitivo.

Fuente | Greencarcongress