El equipo de Jeff Dahn trabaja en una batería híbrida de litio y metal-litio

El equipo de desarrollo de Tesla comandado por Jeff Dahn, ha publicado un interesante avance de sus últimos trabajos con una tecnología de baterías híbridas que permitirá aumentar de forma significativa la densidad energética de las baterías, y todo manteniendo un elevado nivel de seguridad.

La idea es aprovechar el gran potencial de las baterías de litio-metal, como su mayor densidad energética y mayor tolerancia al calor. Una combinación que parecería la ideal de no ser por el grave problema de degradación de este tipo de químicas. Y es que el propio equipo de Dahm ha comprobado como de forma independiente las celdas de litio-metal perdían un 20% de capacidad después de sólo 15 ciclos.

Para tratar de aprovechar el potencial de esta tecnología, desde el equipo de investigación han propuesto una celda híbrida de litio y litio-metal que se logra mediante la superposición del metal de litio sobre el grafito. Algo que permite contar con un recubrimiento de litio reversible en el grafito con un electrolito de doble sal. Además, dado que las baterías a menudo no se ciclan al 100% de su capacidad, estas celdas híbridas pueden funcionar en un modo «litio» con poca degradación durante la mayor parte de su vida útil con ciclos periódicos de litio-metal para de esa forma poder extender la autonomía que ofrece el pack.

Esto traducido supone que la batería contaría con un extensor de autonomía. En lugar de con un motor de combustión, con una parte de la batería que sólo entraría en funcionamiento en determinados momentos, y cuando no logremos encontrar un punto de carga para nuestro vehículo.

En el día a día, usaríamos la batería primaria, mientras que en los viajes y en los imprevistos podremos echar mano de la capacidad total. Algo que tiene como resultado que los ciclos de uso de la batería de litio-metal se producirían cada cientos de ciclos de la parte de litio, lo que reducirá el impacto en las primeras de forma significativa.

Una combinación que desde el equipo de desarrollo indican permitirá aumentar la densidad energética de la batería un 20%, dando como resultado además un pack más seguro y con mayor tolerancia a al calor. Algo que podría tener otras repercusiones como la posibilidad de reducir la complejidad del sistema de refrigeración del pack.

Eso si, estos trabajos están todavía en una fase inicial de desarrollo, y así lo indican datos como los de degradación de la celda híbrida que durante las primeras pruebas lograron 150 ciclos completos (100% de utilización) antes de caer su capacidad por debajo del 80%. Una cifra muy pobre comparada con los números de las baterías de litio convencionales, pero que recordamos que hablamos de un uso esporádico, 1 ciclo cada x cientos de ciclos del litio.

Un aspecto que a pesar de todo necesita evolucionar ligeramente ya que un vehículo que utilice esa capacidad extra solo dos veces a la semana, 60 ciclos al año, supone que en 2.5 años la batería de litio-metal habrá bajado del 80% de capacidad.

Pero no parece demasiado lejos de lograr un rendimiento que supondrá el poder añadir una especie de extensor de autonomía a las baterías de los coches eléctricos, pero en lugar de un motor gasolina usará baterías. Un aspecto que a pesar de todo contará con el problema de la recarga y la velocidad de la misma, que no sufre el extensor de combustión.

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Fuente |  Sciencedirect