Este hallazgo revelado en Japón puede acelerar el desarrollo de las baterías de estado sólido

Las baterías de estado sólido son señaladas por los fabricantes como el próximo gran paso en la industria del coche eléctrico, debido a su potencial para mejorar el rendimiento, la seguridad y el tiempo de recarga de los vehículos.

Sin embargo, aún quedan varios desafíos tecnológicos y científicos por superar antes de que estas baterías puedan llegar al mercado.

«Este hallazgo podría reducir significativamente los costes de la batería»»

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan las baterías de estado sólido es su durabilidad, ya que los cambios repetidos en su estructura cristalina pueden provocar alteraciones irreversibles que reducen su vida útil.

Un nuevo cátodo para baterías de estado sólido

El equipo de científicos está dirigido por el profesor Naoaki Yabuuchi de la Universidad Nacional de Yokohama, Japón. Además, el trabajo ha sido co-escrito por el Profesor Asociado Neeraj Sharma de UNSW Sydney, Australia, y el Dr. Takuhiro Miyuki de LIBTEC, Japón.

En él se detalla que el nuevo material de electrodo positivo se compone de un sistema binario compuesto por titanato de litio (Li2TiO3) y dióxido de litio y vanadio (LiVO2).

Este se muele a un tamaño de partícula de nanómetros y ofrece una alta capacidad y estabilidad. Además, el material tiene una propiedad especial que lo distingue de otros materiales de electrodo positivo: su volumen prácticamente no cambia durante el proceso de carga y descarga, lo que ayuda a mantener su estabilidad y a prolongar su vida útil.

El nuevo material de electrodo positivo también tiene otras ventajas, como una alta eficiencia de carga y una baja resistencia eléctrica interna, lo que permite una mayor cantidad de energía almacenada y una mayor eficiencia en la descarga.

«Cuando la contracción y la expansión están bien equilibradas, la estabilidad dimensional se mantiene mientras la batería se carga o descarga, es decir, durante el ciclado», dice el profesor Yabuuchi.

«Anticipamos que un material verdaderamente invariable dimensionalmente, uno que retenga su volumen en el ciclo electroquímico, podría desarrollarse optimizando aún más la composición química del electrolito», amplía.

Menor degradación y rendimiento

Los científicos también han demostrado que el material es muy resistente a la degradación, lo que lo hace ideal para su uso en baterías de estado sólido de alta energía.

El nuevo cátodo ha sido probado en una celda de estado sólido, combinándolo con un electrolito sólido apropiado y un electrodo negativo (ánodo). Los resultados han sido muy prometedores, ya que la celda ha mostrado una capacidad notable de 300 mAh/g sin degradación durante 400 ciclos de carga y descarga.

Este hallazgo es muy relevante para las empresas que están desarrollando baterías de estado sólido, ya que «podría reducir significativamente los costes de la batería», según afirma el profesor Sharma. Además, «el desarrollo de baterías de estado sólido de alto rendimiento también podría contribuir al desarrollo de vehículos eléctricos avanzados».

Los investigadores también creen que, al seguir refinando los materiales de electrodos dimensionalmente invariantes, pronto será posible fabricar baterías que sean lo suficientemente buenas para vehículos eléctricos en términos de precio, seguridad, capacidad, velocidad de carga y vida útil.

En resumen, «el desarrollo de baterías de estado sólido de larga duración y alto rendimiento podría resolver algunos de los problemas actuales de los vehículos eléctricos», según concluye el profesor Yabuuchi.

Fuente: Forococheselectricos.com