Una nueva tecnología promete acabar con uno de los mayores enemigos de las baterías de los coches eléctricos

Las baterías de litio siguen evolucionando lentamente, pero todavía arrastran algunos inconvenientes que limitan su rendimiento con el paso del tiempo. Uno de los más importantes aparece tras cientos o miles de ciclos de carga, cuando los materiales internos comienzan a deteriorarse debido a las continuas dilataciones y contracciones que se producen durante su funcionamiento lo que da como resultado una degradación que hace perder rendimiento y capacidad.

Ahora, una nueva tecnología desarrollada por investigadores de la Universidad de Rutgers y licenciada a la empresa estadounidense Soteria Battery Innovation Group pretende atacar precisamente ese punto débil. La propuesta busca reducir la aparición de grietas en los electrodos y evitar su separación del colector de corriente, dos fenómenos que aceleran el envejecimiento de las baterías y afectan tanto a su rendimiento como a su seguridad.

Un nuevo diseño para mejorar la durabilidad y la seguridad de las baterías

Cada vez que una batería se carga y se descarga, sus electrodos experimentan pequeñas variaciones de volumen. Aunque estos movimientos son mínimos, tras miles de ciclos terminan provocando fisuras y un deterioro progresivo del contacto con el colector de corriente metálico convencional.

Cuando esto sucede aumenta la resistencia eléctrica, se genera más calor y la degradación de la batería se acelera. En consecuencia, disminuye la capacidad disponible y también puede verse comprometida la seguridad del sistema.

Para resolver este problema, el equipo liderado por el investigador Glen Amatucci ha desarrollado un nuevo colector de corriente con una estructura tridimensional y porosa, protegido mediante una patente. En lugar de utilizar las habituales láminas metálicas macizas, la solución emplea una estructura de polímero muy ligera recubierta por finas capas metálicas conductoras.

Gracias a este planteamiento, el colector es mucho más flexible y puede adaptarse mejor a las continuas expansiones y contracciones de los electrodos durante los ciclos de carga y descarga. El objetivo es mantener un mejor contacto entre los distintos componentes internos de la batería durante toda su vida útil.

Además de reducir las tensiones mecánicas, esta arquitectura tridimensional también favorece una distribución más uniforme de la corriente eléctrica. Según sus desarrolladores, esto mejora el transporte del electrolito, limita el aumento de la resistencia interna y ayuda a controlar la generación de calor conforme la batería envejece, dos factores decisivos para conservar las prestaciones durante más tiempo.

Soteria Battery Innovation Group considera que esta tecnología puede convertirse en una pieza importante para la próxima generación de baterías. Por ese motivo ha decidido incorporarla a su plataforma Battery Safety IP Exchange, un sistema de licencias compartidas que permite a los fabricantes acceder a diferentes desarrollos centrados en mejorar la seguridad y la fiabilidad de las baterías.

El director ejecutivo de la compañía, Brian Morin, destaca que el colector de corriente es uno de los componentes menos visibles de una batería, pese a que tiene una influencia directa tanto en su rendimiento como en su seguridad. Según explica, la solución desarrollada por la Universidad de Rutgers complementa las tecnologías que ya estaba desarrollando la empresa y ofrece a los fabricantes nuevas alternativas para diseñar baterías más resistentes.

La plataforma Battery Safety IP Exchange reúne desarrollos procedentes de universidades, laboratorios nacionales, empresas emergentes y fabricantes consolidados. El objetivo es simplificar el acceso a estas tecnologías mediante un modelo de licencias colaborativo que reduzca las barreras para su implantación y acelere su llegada al mercado.

En un momento en el que los fabricantes buscan baterías con una mayor densidad energética sin renunciar a la seguridad ni a la durabilidad, soluciones como esta podrían desempeñar un papel importante. Aunque todavía queda camino para su implantación comercial a gran escala, mejorar elementos aparentemente secundarios como el colector de corriente puede traducirse en baterías más duraderas, eficientes y fiables, algo especialmente relevante para los futuros coches eléctricos.

Fuente | Prnewswire