Desarrollan una batería de litio flexible y prácticamente indestructible

Unas de las características de las actuales baterías de litio son su cada vez más elevada densidad energética, además de contar con unos costes cada vez más competitivos. Pero hay un aspecto que todavía no se ha logrado solucionar del todo y es el relacionado con la seguridad. Algo que frena su aplicación en sectores como la aviación, y que ahora un grupo de investigadores del prestigioso Laboratorio de física aplicada Johns Hopkins aseguran han logrado solventar.

Este grupo ha estado trabajando en una nueva celda de litio durante los últimos cinco años que ha demostrado su resistencia a las diferentes pruebas a las que ha sido sometida. Presentada por primera vez en 2017, esta se puede cortar, disparar, doblar y mojar sin que ello afecte a su rendimiento.

A fines del 2019 los últimos avances han permitido incluso llevar un poco más allá el desarrollo, transformando a estas baterías inmunes al fuego. Algo que sumado a la mejora de factores como el voltaje a niveles de baterías comerciales les ha permitido dar un salto adelante enorme de cara a su comercialización.

Según los desarrolladores de esta batería: «El secreto para hacer una batería indestructible se reduce al electrolito, el componente químico que separa los extremos positivo y negativo de una batería. La mayoría de los electrolitos de litio comerciales son una mezcla de sales de litio inflamables y líquidos. Una combinación peligrosa. Si la barrera permeable que separa el cátodo del ánodo falla, se produce un cortocircuito y mucho calor. Cuando todo este calor golpea un material altamente inflamable como el electrolito de litio y al cátodo rico en oxígeno, el riesgo de incendio se dispara.»

Para el equipo de Johns Hopkins, su nuevo desarrollo evita estos problemas al usar un electrolito a base de agua, y por lo tanto, no inflamable y no tóxico. Una tecnología que existe desde hace 25 años, pero que hasta ahora había limitado sus aplicaciones por su baja tensión. Para solucionarlo, el equipo descubrió que al aumentar la concentración de sales de litio y mezclar el electrolito con un polímero, podrían incrementar el la tensión eléctrica desde los apenas 1,2 voltios actuales, hasta los 4 voltios, lo cual es comparable con las cifras de una celda de litio comercial.

Cuando el equipo juntó un ánodo y un cátodo disponibles comercialmente con este nuevo electrolito acuoso, lograron crear una batería de litio diferente a todo lo que se haya visto hasta ahora. Es transparente y flexible como una lente de contacto, no es tóxica ni inflamable, y se puede fabricar y operar al aire libre sin carcasa.

Lo más interesante de todo es que esta batería puede soportar prácticamente cualquier situación, ya sea impactos, roturas, incendios…algo que le proporcionan un enorme potencial tanto para el uso en vehículos terrestres, como también para aplicaciones más extremas como barcos o aviones. Unas pruebas que incluso han realizado en vídeo para demostrar el enorme potencial de su desarrollo.

Añadir a esto que se trata de celdas que pueden incluso doblarse. Algo que permitirá sacar el máximo partido a los packs de baterías, que podrán además prescindir de algunos de los elementos de seguridad que protegen el pack en caso de impacto, lo que se traduciría en menos complejidad del conjunto, menos costes, y más densidad volumétrica.

Lo mejor de todo es que desde el equipo han indicado que no estamos ante un diseño futuro, sino que ya están trabajando con algunos fabricantes de primer nivel para testar estas celdas en condiciones reales. Una tecnología que además aseguran podría ser producido usando las actuales líneas de fabricación, que no necesitarán realizar cambios.

Algo que permitirá la aceleración de una producción que esperan se ponga en marcha en dos años. Tiempo en el que aguardan poder solucionar los últimos retos a los que se enfrenta esta tecnología que tiene en los ciclos de carga y descargas su actual limitación. Y es que una batería media puede mantener su rendimiento sin demasiadas variaciones durante al menos 1.000 ciclos, mientras que estas no logran pasar de los 100 ciclos. Una limitación que no deberían tener problema en solucionar en los dos años que tienen por delante para llegar al mercado.

Relacionadas | Enevate pone fecha de llegada a su revolucionaria batería de silicio dominante

Vía | Wired