Baterías LFP más potentes y con periodos de recarga más cortos gracias a los electrodos estructurados por láser
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Publicado: 28/02/2023 13:26
Un nuevo proyecto de investigación llamado «High-E-Life» liderado por el Karlsruhe Institute of Technology, EdgeWave y EAS Batteries, tiene como objetivo mejorar significativamente el rendimiento de las baterías cilíndricas de iones de litio LFP.
La técnica utilizada en este proyecto es la estructuración de electrodos mediante láser, que se aplicará por primera vez a celdas enrolladas de gran formato utilizando el material activo sostenible y seguro de fosfato de hierro y litio (LFP).
Los cátodos LFP estructurados por láser prometen una mayor densidad de energía, tiempos de carga más cortos y una vida útil más larga de las celdas redondas. Esto es posible gracias a las denominadas «autopistas de iones», que acortan los caminos de migración de los iones y aceleran el proceso de carga y descarga en una celda de iones de litio.
Autopistas de iones
En concreto, las autopistas de iones son simplemente pequeñas perforaciones en los electrodos de la batería que permiten a los iones moverse más rápidamente de un lado a otro durante el proceso de carga y descarga de la batería.
Al reducir la distancia que los iones deben recorrer, se acelera el proceso de carga y descarga, lo que significa que la batería se puede cargar más rápido y descargar más energía en menos tiempo. Por tanto, las autopistas de iones ayudan a mejorar la eficiencia y el rendimiento de la batería.
Las llamadas «autopistas de iones» pueden reducir prospectivamente los tiempos de carga de las celdas LFP de gran formato a la mitad o incluso a un tercio. Al mismo tiempo, los electrodos más gruesos se pueden enrollar debido a la mayor flexibilidad mecánica, lo que aumenta la densidad de energía y, por lo tanto, la capacidad de la celda.
La estructuración de electrodos mediante láser es posible gracias a la tecnología láser moderna, que puede eliminar la masa activa sensible con una precisión excepcional sin afectar las capas restantes.
Una investigación encaminada a mejorar las baterías existentes
El objetivo concreto del proyecto de investigación es desarrollar una celda que supere las propiedades de la celda actual de la cartera de EAS Batteries, la «MP602030 LFP 50 Ah», y utilizarla en el sistema de batería modular para la industria marítima EASy Marine.
El proyecto «High-E-Life» tiene un presupuesto total de 2,1 millones de euros y está siendo financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación. Este proyecto tiene como objetivo impulsar la electrificación de la movilidad y combinar tecnologías clave para la transición energética con un alto potencial de crecimiento.
La coordinación del proyecto de investigación está a cargo de EAS Batteries. Por su parte, el Karlsruhe Institute of Technology está investigando procesos basados en láser en la producción de células, que se validarán y aplicarán en la producción de EAS Batteries con la ayuda de fuentes de rayo láser de última generación de EdgeWave.
La estructuración de electrodos mediante láser se postula como una técnica prometedora que puede mejorar significativamente el rendimiento de las baterías LFP de iones de litio. ¿Lo conseguirá?
