Las baterías de coches eléctricos en la actualidad tienen importantes problemas con los sistemas de carga rápida. No se puede ir demasiado lejos en la potencia de carga por la formación de dendritas, que son las que causan la degradación de las baterías y las que pueden comprometer su seguridad, además de que van causando una progresiva degradación. Que ¿en qué se traduce? En una progresiva pérdida de autonomía en los coches eléctricos. Pero parece que han dado con la clave, y sería cultivar cristales de litio uniformes para poder llevar la carga rápida mucho más allá que hasta donde se llega a día de hoy.
El estudio, de nanoingenieros de la Universidad de California en San Diego, se basa en una nueva técnica que tiene el potencial de lograr baterías de litio más densas y que, además, sean más eficientes. Explica Ping Liu, profesor de nanoingeniería en la Universidad de California, que se ha creído que el litio crece mejor en superficies que ‘le gustan’, consideradas superficies litiófilas. Sin embargo, en este trabajo se encargan precisamente de demostrar que no siempre es cierto. Y gracias a ello, precisamente, se puede seguir trabajando para lograr baterías con carga mucho más rápida y que, al mismo tiempo, no ven comprometido su rendimiento o su seguridad a pesar de aplicar potencias de carga muy superiores a las que se pueden alcanzar a día de hoy en los coches eléctricos. Todo esto se basa en el cultivo de cristales de litio uniformes, un concepto del que no habíamos oído hablar nunca antes.
Cultivar cristales de litio uniformes permitirá que las baterías de coches eléctricos se puedan cargar mucho más rápido que hasta ahora
En la revista científica Nature Energy explican que gracias a esta novedosa técnica se puede cargar una batería de litio, de forma completa, en solo una hora. Y esto son cifras mejores a las que pueden conseguir a día de hoy las baterías de iones de litio que montan los coches eléctricos. Es gracias a que, como comentábamos anteriormente, este equipo de investigación ha encontrado la manera de cultivar cristales de metal de litio rápidamente y de forma uniforme en una superficie concreta.
Gracias a esta técnica de cultivo de cristales de litio uniformes logran evitar la formación de dendritas, que es el mayor mal que afecta a las baterías de iones de litio. Como alternativa a la superficie de cobre en el ánodo de las baterías de iones de litio, los investigadores han utilizado una superficie de nanocompuesto litiófobo con una composición basada en fluoruro de litio y hierro. Cuando el litio se deposita en esta superficie alternativa se forman ‘semillas de cristal de litio’ a partir de las cuales crecen capas densas de metal de litio. ¿El resultado? Que, como explican en su estudio, se logran baterías de metal de litio con una vida útil más amplia que las actuales y que además admiten sistemas de carga más rápida y eficiente.
El descubrimiento en toda esta investigación está en la superficie nanocompuesta especial. Según explica el profesor que encabeza la investigación, el equipo ha desafiado la noción tradicional respecto al tipo de superficie que se necesita para hacer crecer estos cristales de litio. Era popularmente creído que el litio crece mejor en superficies litiófilas, pero en este trabajo se demuestra que eso no es siempre cierto. Tanto es así que en el sustrato que han desarrollado, y en el que hacen crecer cristales de litio uniformes, en realidad, es litiófilo.
Pero es que, tal y como profundiza el profesor de nanoingeniería, este sustrato al que ‘no le gusta el litio’ proporciona abundante sitios de nucleación, además de un rápido movimiento superficial del litio. Y tanto una cosa como la otra conducen al crecimiento de estos cristales. Es un estudio en el que se tiene que seguir avanzando, pero es una luz en el camino de la industria en la búsqueda de baterías que sean capaces de aceptar mayores potencias de carga para que, en definitiva, podamos tener coches eléctricos que se cargan en menos tiempo.
