Los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) lograron un avance químico que creen que permitirá que las baterías de vehículos eléctricos retengan casi el doble de energía que sus contrapartes de iones de litio de uso tradicional.

La solución en cuestión es una química de litio-metal con una densidad de energía de 350 vatios-hora por kilogramo (Wh / kg), que se encuentra en el extremo superior del espectro, pero no del todo en una liga propia. La química también tiene la ventaja adicional de ser mucho más liviana que las químicas tradicionales de iones de litio.

Sin embargo, estos aspectos del litio-metal no son nuevos. Lo nuevo es la resistencia de la batería. Históricamente, las baterías de metal de litio han estado plagadas de muerte prematura, y los poseedores de récords anteriores lograron solo 200 ciclos antes de ver caídas significativas en la capacidad.

La química desarrollada por el equipo de PNNL fue capaz de mantener el 76% de su capacidad inicial después de 600 ciclos, superando el antiguo récord del agua. Todavía hay trabajo por hacer con seguridad, ya que las baterías de vehículos eléctricos que se utilizan actualmente suelen durar alrededor de 1.000 ciclos.

El avance se logró cuando los investigadores decidieron probar tiras delgadas de litio-metal, más delgadas que un mechón de cabello. Esta decisión rompió con la tradición, ya que se pensaba comúnmente que los ánodos de litio más gruesos serían óptimos. En cambio, los investigadores encontraron lo contrario, llegando a la conclusión de que las tiras más gruesas contribuyen directamente al fallo de la batería, debido a reacciones complejas alrededor de una película en el ánodo conocida como interfase de electrolitos sólidos.

En condiciones óptimas, la interfase de electrolitos sólidos actúa como un guardián molecular entre el ánodo y el electrolito. Se encontró que las tiras de litio más delgadas retienen el contacto entre el electrolito líquido y el ánodo, lo que posibilita importantes reacciones electroquímicas.

El trabajo fue financiado por la Oficina de Tecnologías de Vehículos de la Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables del DOE y el trabajo se realizó a través del Centro de Innovación del DOE para el Consorcio Battery500 , un esfuerzo de varias instituciones dirigido por PNNL para desarrollar baterías de vehículos eléctricos que son más livianas, más intensivas en energía y menos más caras que las que se utilizan actualmente. El nombre Battery500 proviene del objetivo fundamental del consorcio de desarrollar una batería de 500 vatios-hora por kilogramo.