En lugar de utilizar un ánodo de grafito, que es lo que utilizan las baterías de iones de litio convencionales, esta batería de metal litio se sirve directamente de un ánodo de metal de litio. Eso es lo que explica su nombre; pero además, explica también que el ánodo no sea tan pesado y voluminoso. Pero este cambio en la composición de la batería lleva a otra importante mejora, y es que el metal de litio, frente al grafito, tiene una capacidad 10 veces superior en términos teóricos. Hablamos de nada menos que 3.860 mAh/g frente a 372 mAh/g, una diferencia realmente importante.
El hallazgo proviene de un estudio realizado por el Centro de Investigación de Baterías de Próxima Generación del Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea (KERI). Los científicos ya saben a la perfección que el litio tiene unas propiedades mucho mejores que el grafito en cuanto a su capacidad de almacenamiento energético. En su artículo, el equipo de investigación dirigido por Dr. Byung Gon Kim explica este nuevo tipo de batería se diferencia de otras baterías porque no se basa en generar energía al introducir y sacar los iones de litio de un ánodo de grafito. En su lugar utiliza un ánodo de litio junto a una estructura de carbono poroso con un núcleo hueco y nanopartículas de oro en su interior.
Una batería con mucha más capacidad de almacenamiento energético, mayor densidad y sin riesgos de degradación o incendio
La reducida cantidad de nanopartículas de oro añadidas al interior del núcleo sirve para controlar la creación de dendritas habitual de las baterías basadas en litio. Estas nanopartículas reaccionan de forma preferente con el litio y provocan que la deposición de litio –las dendritas propiamente dichas- se lleve a cabo en el núcleo. Pero además, en la parte de la cubierta hay centenares de poros nanométricos que permiten que se mejore el movimiento de los iones de litio hacia el interior del núcleo. Todo esto sirve para reducir los riesgos de degradación de la batería, tanto a nivel de vida útil como de pérdida de capacidad, y para evitar los riesgos de incendio.
En los resultados de las pruebas que han llevado a cabo sobre este nuevo diseño de batería para coches eléctricos, el equipo de investigación encontró que incluso en condiciones de carga de alta corriente, la deposición de litio se mantiene controlada dentro de la estructura gracias a las nanopartículas de oro. Es decir, que efectivamente el modelo funciona en circunstancias de uso real y bajo elevada exigencia. Y no solo eso, sino que demostraron que después de más de 500 ciclos de carga y descarga se retuvo el 82,5% de la capacidad de almacenamiento energético de la batería de nuevo diseño.
Según la persona que encabeza el equipo de investigación, las baterías de metal litio presentan enormes ventajas en cuanto a su alta capacidad de almacenamiento energético y elevada densidad energética. No obstante, todas las investigaciones en torno a esta tecnología tienen obstáculos que superar para llegar a comercializarse de forma masiva. Sobre todo, como hemos ido viendo a lo largo de esta publicación, en términos de estabilidad y seguridad. No obstante, este estudio demuestra que el camino por el que están avanzando es bueno. Y podría ser cuestión de unos años que tengamos baterías mucho mejores para nuestros coches eléctricos.
Publicado en ACS Nano, el estudio nos da una clara visión de hacia dónde se está avanzando en el desarrollo de baterías de próxima generación enfocadas no solo a su utilización en coches eléctricos, sino también en otros ámbitos. Pero, aunque este tipo de baterías ofrecen una capacidad muy superior en cuanto al almacenamiento energético, también es verdad que su fabricación en masa es más compleja. Y la cantidad de litio de que requieren es más alta, así que también es algo que va en contra de la ansiada reducción de los precios.
