La batería de metal de litio alcanza ya los 600 ciclos manteniendo el 76% de la capacidad de carga

Los avances en baterías para vehículos eléctricos son constantes. Los investigadores han aumentado la vida útil de una batería de vehículo eléctrico prometedora a un nivel récord, un paso importante hacia el objetivo de baterías más livianas, menos costosas y de mayor duración para los futuros vehículos eléctricos. El trabajo aparece en la edición del 28 de junio de la revista Nature Energy.

Una solución en el horizonte es una batería de metal de litio para vehículos eléctricos. Estas baterías contienen casi el doble de energía que sus contrapartes de iones de litio ampliamente utilizadas y son más livianas. Esa combinación ofrece la atractiva perspectiva de un vehículo eléctrico que sería más liviano y llegaría mucho más lejos con una sola carga. Pero las baterías de metal de litio en el laboratorio se han visto afectadas por la muerte prematura, que dura solo una fracción del tiempo de las baterías de iones de litio actuales.

Ahora, un equipo de científicos del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste (PNNL) del Departamento de Energía de EEUU ha creado una batería de metal de litio que dura 600 ciclos, mucho más que otros resultados reportados. Eso significa que se puede cargar y descargar por completo 600 veces antes de que muera.

Es un gran paso adelante para una tecnología prometedora, pero la tecnología de metal de litio aún no está lista para gran escala. Si bien las baterías de iones de litio que se usan en los vehículos eléctricos en la actualidad contienen menos energía, duran más, por lo general al menos 1,000 ciclos, los vehículos no llegarían tan lejos con una carga como lo harían con una batería de metal de litio.

La nueva investigación se realizó a través del Centro de Innovación del Consorcio Battery500 del DOE , un esfuerzo de varias instituciones dirigido por PNNL para desarrollar baterías de vehículos eléctricos que sean más livianas, más intensivas en energía y menos costosas que las que se usan actualmente.

Las tiras delgadas de litio se traducen en una vida útil más larga

El equipo de PNNL encontró una manera de aumentar la vida útil de la batería adoptando un enfoque sorprendente. En lugar de usar ánodos con más litio, el equipo usó tiras increíblemente delgadas de litio, de solo 20 micrones de ancho, mucho más delgadas que el ancho de un cabello humano.

"Mucha gente ha pensado que el litio más grueso permitiría que la batería tuviera un ciclo más largo", dijo Jie Xiao, quien junto con Jun Liu, director del Consorcio Battery500, es el autor correspondiente del artículo. “Pero eso no siempre es cierto. Hay un grosor optimizado para cada batería de metal de litio en función de la energía y el diseño de su celda”.

La batería de metal de litio creada por el equipo de Battery500 tiene una densidad de energía de 350 vatios-hora por kilogramo (Wh / kg), muy alta pero no sin precedentes. El valor de los nuevos hallazgos tiene más que ver con la vida útil de la batería. Después de 600 ciclos, la batería retuvo el 76 por ciento de su capacidad inicial.

Hace apenas cuatro años, una batería experimental de metal de litio podía funcionar durante 50 ciclos. Eso ha aumentado rápidamente; Hace dos años, el equipo de PNNL logró 200 ciclos, y ahora 600.

Cuando consigan darle 1.000 ciclos de vida, las actuales baterías de litio serán pasado.