Rompen la barrera de la carga rápida en coches eléctricos con un nuevo material para las baterías

Aunque ya se están consiguiendo unas altísimas velocidades de carga para las baterías de coches eléctricos, todavía se puede ir más allá. Y así lo han demostrado investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía y la Universidad de Tennessee, Knoxville. Gracias a un nuevo material que no se había utilizado nunca antes, las baterías de iones de litio han roto todas las barreras que había hasta ahora en la carga rápida. Es todo un hito que nos anticipa qué futuro nos espera con los coches eléctricos.

Durante décadas, el grafito ha sido el mejor material que se ha encontrado y utilizado para el ánodo de una batería de iones de litio, que son las que se utilizan en la actualidad en los coches eléctricos. Pero tal y como explican, y se detalla en Advanced Energy Materials, se ha encontrado un compuesto de molidbeno, tungsteno y niobato (MWNO) que tiene unas prestaciones que están muy por encima de las que puede ofrecer un ánodo de grafito. Y además, no es algo que vaya a quedarse en el laboratorio, ni muchísimo menos, porque se ha logrado mediante un proceso de síntesis escalable. Es decir, que se puede llevar a la producción de baterías para coches eléctricos de forma masiva sin problemas.

Un nuevo material para el ánodo que rompe todas las barreras de la carga rápida de baterías para coches eléctricos

El diseño básico de una batería de iones de litio para un coche eléctrico comprende dos electrodos sólidos que son el cátodo y el ánodo, y que están conectados por el electrolito y un separador. En estas baterías, los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo para el proceso de carga y descarga de energía eléctrica. El ánodo de grafito, que es el que utiliza casi cualquier batería de coche eléctrico, tiene el gran problema de provoca una progresiva descomposición del electrolito y la creación de dendritas. Esto hace que la batería se vaya degradando poco a poco y vaya perdiendo estabilidad y rendimiento.

Así que, efectivamente, los actuales ánodos de grafito son un obstáculo o una barrera para lograr la carga extremadamente rápida. El objetivo estaba fijado en conseguir tiempos de menos de 15 minutos para una carga completa, y esto no se puede conseguir con un ánodo de grafito. Se ha estado trabajando con muchos materiales, tal y como explican en los detalles sobre su investigación, y se han conseguido buenos resultados con muchos de ellos. El problema de la mayoría está en que tienen métodos de síntesis complejos que no se adaptan bien a la industria. Pero la buena noticia es que, efectivamente, han acabado dando con un innovador material con carga extremadamente rápida y que, efectivamente, sí se puede producir en masa sin problemas para la industria.

Detallan que este nuevo material permite el funcionamiento a un voltaje más alto que el grafito, y sin producir degradación progresiva de la batería. Explican que este nuevo material para el cátodo no produce dendritas con los sistemas de carga extremadamente rápida porque no degrada el electrolito. Es decir, que permite romper las barreras y las limitaciones que están provocando en la actualidad las baterías de iones de litio convencionales para coches eléctricos, y que están dadas por las características del grafito que se utiliza para su cátodo.

¿La clave? Está en que el material es una estructura nanoporosa que proporciona una conductividad eléctrica mejorada. Ofrece una menor resistencia al movimiento de los iones de litio y de los electrones entre los polos de la celda de batería y, por lo tanto, facilita que se pueda llegar más lejos con los sistemas de carga rápida. Y esto, como ya sabemos, puede ser una auténtica revolución para el coche eléctrico porque permitiría que con este tipo de nuevos vehículos se pueda tardar tan poco en hacer una recarga completa como ocurre con un coche gasolina, o diésel, al repostar combustible.