Internacional. Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han desarrollado un recubrimiento de polímero conductor, llamado HOS-PFM, que podría permitir baterías de iones de litio más potentes y de mayor duración para vehículos eléctricos.
“El avance abre un nuevo enfoque para desarrollar baterías EV que sean más asequibles y fáciles de fabricar”, afirmó Gao Liu, científico principal en el Área de Tecnologías Energéticas de Berkeley Lab que dirigió el desarrollo del material.
“El recubrimiento HOS-PFM conduce tanto electrones como iones al mismo tiempo. Esto asegura la estabilidad de la batería y altas tasas de carga/descarga al mismo tiempo que mejora la vida útil de la batería”, continuó Liu.
“El recubrimiento también se muestra prometedor como adhesivo para baterías que podría extender la vida útil de una batería de iones de litio de un promedio de 10 años a unos 15 años”, agregó.
Para demostrar las propiedades conductoras y adhesivas superiores de HOS-PFM, Liu y su equipo recubrieron electrodos de aluminio y silicio con HOS-PFM y probaron su rendimiento en una configuración de batería de iones de litio.
El silicio y el aluminio son materiales de electrodos prometedores para las baterías de iones de litio debido a su capacidad de almacenamiento de energía potencialmente alta y sus perfiles livianos. Pero estos materiales baratos y abundantes se desgastan rápidamente después de múltiples ciclos de carga/descarga.
Durante los experimentos en Advanced Light Source y Molecular Foundry, los investigadores demostraron que el recubrimiento HOS-PFM evita significativamente que los electrodos a base de aluminio y silicio se degraden durante el ciclo de la batería, al mismo tiempo que ofrece una alta capacidad de la batería durante 300 ciclos, una tasa de rendimiento que está a la par con los electrodos de última generación de hoy.
“Los resultados son impresionantes porque las celdas de iones de litio basadas en silicio suelen durar un número limitado de ciclos de carga/descarga y una vida útil limitada”, explicó Liu.
“El recubrimiento HOS-PFM podría permitir el uso de electrodos que contengan hasta un 80 % de silicio. Un contenido tan alto de silicio podría aumentar la densidad de energía de las baterías de iones de litio en al menos 30. Y debido a que el silicio es más barato que el grafito, el material estándar para los electrodos en la actualidad, las baterías más baratas podrían aumentar significativamente la disponibilidad de vehículos eléctricos de nivel de entrada”, señaló Liu.
A continuación, el equipo planea trabajar con empresas para ampliar HOS-PFM para la fabricación en masa. La investigación fue apoyada por la Oficina de Tecnologías de Vehículos del DOE. El Instituto de Investigación de Toyota proporcionó fondos adicionales.
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