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Equipo de la Universidad de Stanford desarrolla una batería de litio-metal

Un equipo de la Universidad de Stanford desarrolla una batería de litio-metal con el doble de densidad energética y más ligera


La carrera por encontrar la receta para lograr unas baterías más capaces no se detiene, y el mejor ejemplo con los trabajos de marcas como Tesla, BYD, pero también los que llegan desde los principales laboratorios que preparan la siguiente generación. En este caso la protagonista es la tecnología de litio-metal, que promete llevar la tecnología de baterías más allá de sus actuales límites teóricos gracias a un sistema de litio-metal.

Ahora conocemos los avances logrados por un equipo de la Universidad de Stanford, que han publicado los resultados de sus últimos trabajos con la batería de litio-metal, y que nos muestran una importante evolución que la acercan a su aplicación comercial.

La mayoría de las baterías utilizadas a pequeña y gran escala, utilizan diseños donde la disolución de las sales de litio con disolventes orgánicos, que supone asumir un cierto grado de volatilidad e inflamabilidad durante las reacciones químicas de la batería. Algo que desde el equipo de la universidad han logrado solucionar mediante una solución que además promete el poder desarrollar baterías con más densidad energética y menor tamaño y peso.

Según sus desarrolladores, una batería de litio-metal puede contener aproximadamente el doble de electricidad por kilo que una batería de iones de litio convencional actual. Estas lo logran al reemplazar el ánodo de grafito con metal de litio, que puede almacenar significativamente más energía. Factores que las convierten en una solución con enorme potencial para ser usado en sectores como los coches eléctricos donde el peso es un factor muy importante.

El principal problema de esta tecnología era su corta vida útil por culpa de la rápida formación de dendritas por culpa de la reacción de ánodo con el electrolito líquido. Algo que provocaba que después de apenas 36 ciclos el nivel de degradación fuese muy elevado.

Para solucionarlo, el equipo de Stanford ha desarrollado una química orgánica para diseñar electrolitos estables capaces de soportar la reacción del ánodo. Algo que en las pruebas realizadas en el laboratorio ha permitido llevar una celda hasta los 420 ciclos reteniendo el 90% de su capacidad inicial. Sin duda un importante avance que pone en el buen camino a esta prometedora tecnología.

CATL está lista para fabricar una batería de litio-metal capaz de aguantar 2 millones de kilómetros y 16 años de uso

Para lograrlo, el equipo añadió átomos de flúor a la molécula del electrolito para lograr una mayor estabilidad. Un flúor que es un componente usado habitualmente en los electrolitos de las baterías de litio, y del que han usado su capacidad para atraer los electrones y de esa forma crear una nueva molécula que permite al ánodo de litio-metal funcionar correctamente en el electrolito.

Uno de los aspectos que muestran lo cerca que está esta tecnología de poder llegar a una fase comercial es lo relacionado con la eficiencia coulombiana. Normalmente para que batería pueda ser comercialmente viable debe alcanzar una eficiencia del 99.9%. En el caso del desarrollo de este equipo la cifra está en el 99.52% en las medias celdas, y el 99.98% de las celdas completas. 

Completa el conjunto un aspecto económico que indican permitirá producir esta batería con materiales existentes y abundantes, y usando las actuales líneas de producción, lo que indican supone que se podrá crear una batería con una elevada densidad energética, bajo peso, y además económicas. La santa trinidad de las baterías a la que le faltaría solo mejorar la parte de la duración para convertirse en una alternativa capaz de revolucionar mercados como el del transporte.

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32 comentarios en “Un equipo de la Universidad de Stanford desarrolla una batería de litio-metal con el doble de densidad energética y más ligera”

  1. Otra buena noticia sobre baterías.
    Lástima que en vez de venir de Stanford, viniera de alguna universidad española.
    Ojala en el futuro se pueda tener centros de investigación en España.

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  2. Hay un punto común en los investigadores de baterías, con algunas notables excepciones, casi la mayoría tienen ojos rasgados. Sean investigadores chinos, coreanos, estadounidenses, alemanes, ingleses, japoneses…

    Deben llevarlo en los genes.

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    • No te dejes engañar por que es mas bien al revés. Hay muchos proyectos que no aportan realmente avances, como este mismo del artículo y otros que sí son muy prometedores y ahí no hay casi orientales, de hecho la persona que mas ha revolucionado de manera efectiva la investigación de baterías ha sido una mujer y es portuguesa.

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      • Las notables excepciones que tenía en la cabeza eran John Goodenough, Maria Braga y Jeff Dahn, que no tienen ojos rasgados y son la élite mundial, pero las fotografías que salen en estas noticias, siempre son de personas con ojos rasgados.

        Supongo, que como la producción mundial es eminentemente asiática, las fotografías a lo peor no tienen nada que ver con la noticia, y son de unos trabajadores de los actuales productores de archivo.

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        • El bueno de Goodenough estaba estancado y llegó M.Braga y le dió una perspectiva diferente que provocó unos avances mucho mejores de los que se buscaban inicialmente, eso reconocido por el veterano físico. Este par de dos son lo mas en su campo.
          Y estoy de acuerdo contigo en lo de las fotos, parece que sean fotos ornamentales de bajo rigor.

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  3. Si no me he equivocado con los números:
    Una batería de 200kWh pesará lo mismo (sino menos por necesitar menos refrigeración) que una actual de 100kWh.
    En un coche que consuma 17kWh/100 cada carga completa son 200/17×100=1176km.
    La vida útil de esta batería, con 420 ciclos, sería 420 x 1176 = 494000km, con una degradación del 10%. Si extrspolamos la degradación no lineal de las baterías actuales, no es descabellado pensar en 1 o 1,5 millones de km hasta alcanzar el 80% de su capacidad, que seguiría siendo aún de 940km.
    Si suponemos un coste de la mitad (ya es mucho suponer) y suponiendo que el coste actual de las baterías está entre 80 y 120$, (es decir, igualados en costes a los ICE) tendríamos coches que podrían competir de tu a tú con los ICE ganándoles en todos y cada uno de los aspectos comparables.

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    • No hace falta tanto, una con 100kwh y mitad de peso ya conseguiría mejores eficiencias… Y si es a mitad de precio, win win..
      Esto es imparable, los días contados para los gaseadores,,, cuando todos los taxis de Madrid eléctricos, 15000 taxis…

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    • No sueñes tanto…… Que no es oro todo lo que reluce…… Si tan maravilloso es su logro y se supone que funciona ¿Donde están las empresas haciendo cola para licenciar y fabricar de forma masiva su tecnología?. Un poco de luces por favor que algunos soñais con gamusinos las 24 horas del día.

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      • Efectivamente si tan bonito fuera solo una llamadita a vag y ya estaba vendida a millón, quien dice vag dice for DCA psa o cualquiera que no tenga inversiones multimillonarias que amortizar.
        Vamos que si vag acaba de aprobar 7.000 millones de euros y está gente lo tiene ya no lo iban a comprar por 6.000 millones. En fin batería mágica del mes que nunca llegará a concretar

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      • Quién ha dicho que esté en condiciones de salir al mercado. Pone bien clarito que es un análisis que está a nivel laboratorio de Universidad.

        Si llaga al mercado, saldrá en diez años.

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  4. Buena noticia, aunque como siempre sin nada en concreto pues no hablan de fechas ni quien llevara su investigación al mercado masivo….. En pocas palabras más humo. Por cierto recordar que ya hay una empresa que ya tiene sus celdas con Anodo de litio-metal listas para su comercialización masiva y es Sion Power con 420wh/kg.

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    • Humo son tus comentarios.

      Los avances que estás viendo ahora son el resultado de lo que se hacía en los laboratorios hace diez años, y si queremos seguir viendo avances dentro de diez años, más vale que veamos muchos laboratorios ensayando cosas nuevas ahora.

      Pero, vamos, que siempre hay cuñados que al trabajo de los demás lo llaman humo.

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  5. TRIBUNAL DE BATERÍAS MILAGRO
    Proyecto nr. 3527
    -Ha traído una muestra de una de sus maravillosas baterías para que este tribunal las pruebe?
    -Bueno, verá, ejem.. batería lo que se dice una batería aún no la tenemos pero le aseguro que en el laboratorio hemos hecho unas pruebas y…
    -SIGUIENTEEEEE!!!

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    • No sabes de qué hablas.

      Los avances que ves ahora son el fruto del trabajo de laboratorio de hace diez años.

      Y para que las baterías sigan progresando tiene que haber decenas de laboratorios como éste trabajando en propuestas diferentes.

      La alternativa es decir chorradas y seguir con baterías de plomo.

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  6. Un poco cansino lo de las nuevas baterías no?. Haber cuando nos hablan de proyectos concluidos y en ejecución, la pantalla de baterías milagrosas ya la hemos pasado. !!!!.Saludos

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  7. Si así es las investigaciones vienen de países del primer mundo….no del tercer mundo como este país en que viven
    …dónde solo se produce chorizo y ya

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  8. La velocidad de hablar sobre lis avances en baterías es cada semana el doble que la anterior, la pena es que la utonomua de los coches a mejorado un 10% en 3 años y no se ve ningún futuro de echo los chinos han reducido un 90% sus estudios en baterías y están ahora con el hidrógeno, pero bueno la próxima semana la batería de litio óxido de metal más sulfuro de hierro más vitamina c en estado sólido tendrá el doble de autonomía con la mitad de peso y precio.. Hasta la semana que viene amigos

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  9. Dentro de mi ignorancia….si esta batería deja a las baterías de Tesla, Mercedes y todos que tienen fábrica de baterías totalmente obsoletas….¿qué ocurrirá con estas marcas con autonomías desfasadas en contraposición de los que puedan tener contratos con fabricantes exclusivos de baterías eléctricas?

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    • Ten en cuenta que esto es un ensayo de laboratorio.

      La experiencia demuestra que casi ningún ensayo de laboratorio llega al mercado antes de cinco o diez años (si llega), y siempre con cambios considerables respecto al original.

      En resumen, que no esperes una batería del doble de densidad de energía hasta dentro de diez años. Y podrá ser ésta o cualquiera de las decenas de baterías que se están investigando.

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  10. Por no equivocarme, creo que casi todos los artículos de baterías dicen la verdad.
    Nos hemos tirado muchos años con las antiguas baterías de plomo, sin ningún adelanto, siempre las mismas.
    Actualmente se esta produciendo una transformación en las baterías, como nunca se había conocido.
    Pero, si la tecnología se centrara en un sólo desarrollo, ¡nunca avanzaríamos!.
    ¡Nos vamos a enfadar porque haya muchos proyectos!.
    Creo, que cuanto más se investigue, mejores baterías tendremos.
    Yo me compré el ZOE R240 en marzo de 2016 y lo vendí en septiembre de 2019.
    Tenía una autonomÍa real cuando lo compré de 112 KMs, pero, cuando lo vendí, tenían los ZOE una autonomía real de 320 KMs.
    ¿Cuanto habían mejorado las baterías en 3 años y medio?
    A mí me sale que en ese tiempo, Renault ha conseguido , aproximadamente, un 66% de autonomía más en el ZOE.
    Si echamos la cuenta con Nissan o con BMW, nos pasa algo parecido.
    Algunos proyectos se quedaran en el camino, pero, habrá otros que tendrán éxito , como lo ha tenido la batería de iones de litio y otras parecidas.
    Gracias a la mejora de las baterías actuales, puede haber coches electricos y gracias a las baterías que quedan por venir, mejorara la movilidad eléctrica en general y se implantara la energía fotovoltaica, con unas baterías estacionarias muy superiores a las actuales.
    Creo que los más jovenes teneis un buen futuro. Me alegro mucho.

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    • Futuro puede que sí (a largo plazo cualquiera sabe), pero presente para automoción está claro que tiene muy poco.

      Solo hay que ver lo que está pasando en la calle, en las fábricas, en los laboratorios y en la bolsa.

      Pero, vamos que si el experto eres tú, y prevés un vuelco en la estrategia de todo Dios pues adelante; te escuchamos.

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  11. Pues me parece la tecnología ideal para implementar en la Fórmula e. Aunque aguante ahora mismo pocos ciclos sin degradarse debería ser suficiente con tener una batería para entrenamientos y otra para las carreras.
    Esto supondría una buena reducción de peso y aumento de prestaciones.

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  12. Voy a tratar de poner sensatez en el tema del desarrollo de las baterías, ya que una y otra vez se ven mensajes del tipo «otra batería milagrosa», etc. etc.
    El i+D+i es algo así como un embudo, de hecho en inglés se le llama funnel, literalmente embudo.
    Se necesitan muchísimos proyectos de investigación, para que un puñado de ellos lleguen a la fase de desarrollo. Y de estos últimos unos poquitos serán por diferentes motivos los que acaben llegando a la producción, lo cual no significa que siempre sean los mejores, pero ese es otro tema aparte.

    Por tanto, debemos alegrarnos cada vez que salga una noticia de este tipo, ya que cuantas más salgan, más cerca estamos de la siguiente generación de baterías que dejaran al altura del barro a las anteriores. ¿Con qué tecnología? Pues eso el tiempo lo dirá.

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  13. Esto va para galan, esto es lo que investigan aqui, vamos que no es discutirte tu afirmacion que llevas razon ojala se hiciera la investigación en España, pero, en un pueblecito de Zamora(Barcial del Barco) quieren montar una fabrica de bioetanol, para que, para que sigamos pasando por el surtidor. Quien esta detras de esto Iberdrola y Sniace. Y luego te encuentras este enlace https://okdiario.com/economia/hasta-siete-empresas-estan-interesadas-fabrica-sniace-torrelavega-5736919. Y dice «en proceso de liquidación tras cerrar la planta Torrelavega hace cuatro meses».Si esta en la quiebra. Vosotros entendeis algo en este pais. El mundo para un sitio y nosotros como siempre mirando hacia otro o que me lo expliquen en vez de investigar en baterias nos vamos a otro combustible que se puede convertir nuevamente en la ruina como lo del pellets, por ejemplo, Villanueva del arzobispo, el pueblo mas contaminado de España por particulas PM10 (https://elpais.com/sociedad/2018/11/18/actualidad/1542539995_127384.html) aqui lo explica.Pues nada erre que erre.

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