China impulsa la densidad energética de las baterías de coches eléctricos un 30% con un nuevo cátodo de litio

Un equipo de científicos de la City University of Hong Kong (CityUHK) ha dado un paso adelante muy interesante al desarrollar un nuevo material de batería basado en óxidos estratificados ricos en litio (LLOs). Esta innovación promete aumentar la densidad energética de las baterías y reducir costes para los fabricantes a nivel mundial.

Los LLOs son conocidos en ingeniería como el “material de cátodo definitivo” por su elevada capacidad y bajo coste. Sin embargo, hasta ahora sufrían de una caída de voltaje que limitaba la vida útil de la batería. El equipo de Liu ha encontrado la manera de resolver este problema.

Cómo se solucionó la caída de voltaje

El enfoque del equipo se centró en el nivel atómico, estabilizando la estructura interna en forma de panal de abeja del cátodo. Mediante la incorporación de iones metálicos específicos, se evita la liberación de oxígeno y el deterioro estructural durante el uso. Este ajuste microscópico elimina el principal problema que afectaba a los LLOs.

Además, se aplicaron capas de recubrimiento de carbono durante la fabricación. Esta barrera protege el cátodo de la corrosión por el electrolito y de la disolución de metales, asegurando una estabilidad a largo plazo para el almacenamiento de energía de alto rendimiento.

“Nuestro equipo ha permitido que los LLOs alcancen su verdadero potencial comercial”, afirma el profesor Liu. Gracias a esta tecnología, las baterías pueden entregar mayor densidad energética a un coste inferior, abriendo nuevas posibilidades para los coches eléctricos y aplicaciones de almacenamiento de energía.

Producción global y futuro industrial

El impacto de esta investigación es significativo para los mercados estadounidenses y globales. Se espera que el sector de las baterías de iones de litio alcance 150.000 millones de dólares en 2030, siendo los materiales de cátodo el mayor coste de fabricación. El nuevo producto de CityUHK busca incrementar la densidad energética de las baterías tradicionales en más de 30%.

Para satisfacer la demanda, el equipo fundó SuFang New Energy Technology Co., Ltd., que ya opera con una línea de producción de 100 toneladas al año. Con el respaldo gubernamental, planean construir una instalación de 1.000 toneladas en el sudeste asiático o Corea, generando alrededor de 100 nuevos empleos en ingeniería y manufactura.

El profesor Liu destaca que este proyecto refuerza la posición de Hong Kong como líder en tecnologías de alta competencia y de próxima generación en energía. La investigación no se limita a las baterías con electrolito líquido; el equipo trabaja en una segunda línea de productos específica para baterías de estado sólido, con mayores estándares de seguridad y potencia.

Al trasladar los avances del laboratorio a la producción industrial, se espera una optimización completa en tres años, en línea con la aceleración global de adopción de coches eléctricos y almacenamiento renovable.

Originalmente publicado en la revista Nature Energy en 2023, este descubrimiento está dejando la página académica para integrarse en la línea de montaje, marcando un paso crucial en la evolución de las baterías para coches eléctricos.