Hemos hablado ya en alguna ocasión de las baterías de estado sólido, en las que el electrolito consiste en un material sólido en lugar de líquido. Destacan opor su gran potencial de almacenamiento de energía pero tienen aún problemas de estabilidad que afectan a su longevidad. Ahora, un nuevo diseño apunta a una posible solución, ya que han desarrollado un nuevo material de electrodo que retiene su volumen durante la carga para que la batería soporte cientos de ciclos.
La capacidad de que un coche eléctrico cuente con una batería de estado sólido reduciría la necesidad de cargas y menos tiempo de conexión cuando estas fuesen necesarias. Pero el movimiento de iones de litio dentro y fuera de los electrodos de la batería durante la carga, hacen que se expandan y encojan y, en última instancia, altere la química del dispositivo.
Un equipo internacional de científicos ha diseñado un nuevo electrodo para estas baterías que, según dicen, ofrece una estabilidad sin precedentes. El material está hecho de titanato de litio y dióxido de vanadio de litio, triturado en partículas de tamaño nanométrico. Utilizado como electrodo de batería, este material ofrece alta capacidad y conserva el volumen durante la operaciones de carga.
Los científicos consideran que el éxito se debe al delicado acto de equilibrio que tiene lugar cuando los iones de litio salen y los iones de vanadio migran desde sus posiciones originales para llenar estos espacios vacíos. El nuevo material de electrodo se probó en una celda de batería de estado sólido y funcionó de manera impresionante, con una alta capacidad de 300 mAh/g y sin degradación durante 400 ciclos de carga y descarga.
«No perder capacidad durante 400 ciclos indica el rendimiento superior de este material en comparación con los empleados en celdas de estado sólido convencionales con materiales en capas», dijo el autor del estudio, el profeso Neeraj Sharma.
El equipo planea seguir refinando el electrolito para construir los tipos de baterías necesarias para dar servicio a los vehículos eléctricos, con mayor seguridad y vida útil. El desarrollo de baterías de alto rendimiento podría reducir costes de las baterías, al emplear menos materiales. Manteniendo grandes capacidades de almacenamiento y reduciendo los tiempos de carga, el desarrollo de la movilidad eléctrica será mucho más rápido.
Vía: Nature Materials
Fuente: University of New South Wales