Posible solución sostenible: baterías secas para coches eléctricos.
Las baterías de coches eléctricos son un tema controvertido y uno de los factores que la innovación busca superar por varios motivos: los precios e inestabilidad del litio, la baja capacidad de reciclaje de las baterías actuales, etc. Estas baterías secas se consideran una solución excelente y muy duradera.
Los primeros experimentos en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía han revelado que un proceso de fabricación de baterías secas podría tener importantes beneficios para promover la adopción de automóviles eléctricos y eliminar gradualmente los que queman combustible, como los combustibles fósiles.
Esto se debe a que el solvente se eliminaría al mismo tiempo que promete proporcionar una batería de larga duración y menos cargada de elementos inactivos, capaz de mantener una alta capacidad de almacenamiento de energía después de su uso. Estas mejoras podrían llevar a una adopción más amplia de coches eléctricos.
El procesamiento en seco es una alternativa relativamente nueva que ahorra espacio en la fábrica, así como tiempo, energía, eliminación de residuos y costos de puesta en marcha. Sin embargo, hasta ahora los investigadores han tenido un conocimiento limitado de cómo funciona esto y si es rentable para los coches eléctricos que se producen en masa.
Opciones de prueba
ORNL y su socio industrial Navitas Systems probaron cómo el proceso seco afecta la estructura de los materiales de las baterías y sus propiedades electroquímicas. Las baterías generan energía cuando los iones de litio viajan entre dos electrodos con cargas opuestas llamados cátodo y ánodo.
El equipo se centró en una estrategia de procesamiento de electrodos secos que implica mezclar polvos secos con un aglutinante y luego compactar el material para mejorar el contacto entre las partículas. Este procedimiento podría aplicarse tanto al ánodo como al cátodo, centrándose en materiales o métodos de mezcla específicos.
Después de que Navitas fabricara los electrodos, los investigadores de ORNL dirigidos por Jianlin Li y Runming Tao midieron su rendimiento electroquímico en diversas condiciones y por diferentes períodos de tiempo. El equipo de ORNL pudo obtener una nueva comprensión de cómo se degradan los electrodos procesados en seco, lo que supone grandes avances para lograr la fabricación de baterías secas.
Muy deseable para los coches eléctricos.
Las baterías para coches eléctricos fabricadas por el proceso seco mostraron una «excelente» disposición para mantener su capacidad luego de un uso prolongado. Son «químicamente muy deseables» porque su estructura permite que los iones de litio tomen un camino más directo entre el ánodo y el cátodo. Los electrodos son más gruesos, lo que permite una mayor carga de energía y, al mismo tiempo, reducen los ingredientes inactivos que aumentan el tamaño y el peso.
«Hay más materiales activos en el electrodo», dijo Tao. «Estas ventajas reflejan una alta densidad de energía y una buena ciclabilidad a largo plazo. El electrodo se puede doblar y flexionar bien, lo que demuestra una excelente resistencia mecánica y la capacidad de bobinado necesaria para la producción en masa de baterías». Grandes avances para lograr la fabricación en seco de baterías para coches eléctricos.
Referencia: Los resultados de este estudio fueron publicados en el Chemical Engineering Journal.
