Este nuevo material para baterías eléctricas permitirá cargas hasta 10 veces más rápidas que las actuales

Martes 16 noviembre 2021

La transición al mundo eléctrico necesita de nuevos materiales, ya que con los actuales las limitaciones siguen siendo las mismas: la capacidad y los tiempos de carga. Hay ahora un nuevo elemento que podría revolucionar este campo.

La investigación sobre la próxima generación de baterías implica la experimentación continua con materiales alternativos que puedan permitir un aumento significativo del rendimiento de esta pieza clave.

Ahora, un nuevo avance ofrece una nueva esperanza en cuanto a tiempos muy reducidos de carga, el gran hándicap que frena al sector eléctrico.

Científicos de la Universidad de Twente, en los Países Bajos, han producido una célula experimental de iones de litio que presenta un novedoso diseño de electrodos con una estructura cristalina abierta y regular que, según dicen, permite cargar a una velocidad 10 veces superior a la actual.

Diagramas esquemáticos de la estructura del niobato de níquel

La Universidad de Twente

Las baterías de iones de litio que alimentan los vehículos eléctricos y los smartphones cuentan con dos electrodos: el cátodo y el ánodo. Y este nuevo estudio se centra en este último.

En la actualidad, estos ánodos están hechos de grafito, que si bien sirve para muchas cosas, no son capaces de aguantar velocidades de carga ultrarrápidas sin romperse.

Uno de los lugares en los que los científicos están buscando ánodos nuevos y mejorados es en los materiales con estructuras porosas a escala nanométrica.

Los ánodos de esta naturaleza prometen una mayor área de contacto con el electrolito líquido que transporta los iones de litio, al tiempo que permiten que los iones se difundan más fácilmente en el material del electrodo sólido, lo que en última instancia hace que el dispositivo se cargue mucho, mucho más rápido.

Sin embargo, los materiales propuestos hasta ahora tienen sus inconvenientes. La naturaleza desorganizada y aleatoria de los canales en la nanoestructura porosa puede hacer que esas estructuras se colapsen durante la carga, reduciendo también la densidad y la capacidad de la batería.

Ahora, y tras mucho tiempo de investigación, científicos de la Universidad de Twente creen haber encontrado una alternativa adecuada en un material llamado niobato de níquel.

Batería innovadora de litio-carbono

Mahle

Los investigadores integraron este ánodo de niobato de níquel en una célula de batería completa y probaron su rendimiento, descubriendo que ofrecía velocidades de carga ultrarrápidas 10 veces superiores a las de las baterías de iones de litio actuales.

También señalan que el niobato de níquel es más compacto que el grafito y, por tanto, tiene una mayor densidad de energía volumétrica, lo que podría traducirse en baterías más potentes y compactas. Es decir, todo buenas noticias.