Batería de litio de estado sólido de larga duración diseñada por investigadores de Harvard

Batería de litio de estado sólido de larga duración diseñada por investigadores de Harvard

Batería de litio de estado sólido de larga duración diseñada por investigadores de Harvard

Un área masiva de estudio por parte de investigadores de todo el mundo es la mejora de las baterías para su uso en vehículos eléctricos y otros dispositivos electrónicos. La mayoría de los vehículos eléctricos modernos dependen de las baterías de iones de litio, pero no son ideales debido a su costo, peso y cuánto tardan en cargarse. Los investigadores han intentado reemplazar las baterías de iones de litio convencionales por baterías de metal de litio de estado sólido durante décadas.

El beneficio de las baterías de estado sólido es sustancialmente más energía en el mismo volumen y su capacidad para cargarse mucho más rápidamente. El investigador de Harvard Xin Li y su equipo de científicos han diseñado una batería estable de estado sólido de metal de litio que se puede cargar y descargar al menos 10.000 veces. Ese es un número mucho mayor de ciclos de lo que se ha demostrado anteriormente con diseños de baterías similares. La batería también presenta un diseño de alta corriente y se combinó con un material de cátodo comercial de alta densidad de energía.

Los investigadores dicen que la tecnología podría aumentar la vida útil de los vehículos eléctricos para igualar la de los automóviles de gasolina de 10 a 15 años sin necesidad de reemplazar la batería. La alta densidad de corriente también allana el camino para los vehículos eléctricos que pueden recargarse completamente en 10 a 20 minutos. La química es el mayor desafío para la creación de baterías de metal de litio porque la química de las baterías tradicionales desarrolla algo conocido como dendritas que pueden hacer que la batería se cortocircuite o se incendie.

Li y su equipo diseñaron una batería multicapa intercalando diferentes materiales de diferente estabilidad entre el ánodo y el cátodo. Ese diseño evita la penetración de las dendritas de litio al controlarlas y contenerlas en lugar de detenerlas por completo. La batería también tiene propiedades de autocuración que le permiten rellenar los agujeros creados por las dendritas.

El diseño desarrollado por los investigadores de Harvard es una prueba de concepto que muestra que las baterías de estado sólido de metal de litio podrían ser competitivas con las baterías comerciales de iones de litio. La flexibilidad y versatilidad del diseño multicapa también es potencialmente compatible con los procedimientos de producción en masa. Sin embargo, los investigadores señalan que escalar a la capacidad comercial para un mejor diseño será fácil y aún quedan desafíos prácticos.

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