Una nueva batería con ánodo de silicio flexible multiplica por 2,5 la autonomía de los coches eléctricos
Un equipo alemán ha desarrollado un ánodo de silicio flexible que aumenta un 250% la capacidad de las baterías de litio. El avance permitirá coches eléctricos más ligeros y con mayor autonomía. Un avance que ya está en fase de producción de cedas de prueba y que avanza bastante rápido.
La carrera por mejorar las baterías de los coches eléctricos avanza sin pausa, y ahora un equipo de investigadores alemanes ha dado un paso prometedor con el desarrollo de un nuevo tipo de ánodo de silicio. Este avance puede suponer un salto importante en la autonomía de los próximos coches eléctricos.
El trabajo forma parte del proyecto FACILE, liderado por el Centro de Investigación de Energía Solar e Hidrógeno de Baden-Württemberg (ZSW), en colaboración con otros actores de la región como ISC Konstanz, Phoenix NonWoven y la firma de ingeniería centrotherm. El objetivo es ambicioso: crear una batería de litio-ion más potente, duradera y sostenible, y hacerlo desde una cadena de valor completamente europea.
El silicio, clave para dar el siguiente paso
Hasta ahora, las celdas de ion-litio utilizan grafito en el ánodo, una solución conocida pero limitada. Este material solo puede almacenar unos 370 mAh por gramo, lo que condiciona la capacidad energética total de la batería. El silicio, sin embargo, ofrece un potencial mucho mayor: puede alcanzar hasta 4.200 mAh por gramo, más de diez veces lo que permite el grafito.
El problema es que el silicio tiene una peculiaridad: al absorber litio se expande hasta un 300%, lo que provoca grietas, separación de capas y un rápido deterioro de la batería. A pesar de que su coste es parecido al del grafito, esta inestabilidad ha impedido su uso generalizado.
Durante la última década se han probado diferentes soluciones, como estructuras a nanoescala, películas delgadas o mezclas compuestas. Sin embargo, escalar estos métodos a la producción industrial sigue siendo un gran reto.
La solución: ánodos flexibles y fibras no tejidas
Aquí es donde entra la innovación del proyecto FACILE. En lugar de depositar el silicio sobre láminas metálicas rígidas, los investigadores alemanes han optado por fibras conductoras no tejidas, flexibles, que permiten absorber la expansión del silicio sin que se agriete ni se despegue.
Estas fibras actúan como una red elástica y conductora que amortigua los cambios de volumen durante los ciclos de carga y descarga. Según Markus Hölzle, del ZSW, el objetivo es lograr una capacidad real de 1.000 mAh por gramo, lo que supondría aumentar la densidad energética del ánodo en un 250%.
La clave no está solo en almacenar más energía, sino en hacerlo de forma estable, duradera y escalable. Y es aquí donde entra la segunda fase del proyecto: probar estos nuevos ánodos en celdas de prueba reales y escalar su producción.
Actualmente ya se están integrando en celdas pequeñas para evaluar su rendimiento. En los próximos meses se afinarán los procesos de fabricación con vistas a producir celdas grandes como las que se usan en coches eléctricos, gracias a las líneas piloto y a un sistema de producción semiindustrial con capacidad para fabricar celdas de hasta 100 Ah.
Si los resultados se mantienen, este avance permitirá crear baterías más ligeras, con más autonomía y menor impacto ambiental, y hacerlo además en un periodo de tiempo relativamente corto, con esperanzas de iniciar la producción de celdas de verificación en 2026, y de producción comercial un año después.
Fuente | Zsw-bw.de
