Forma de carbonato-litio
Robert Klatt
Los autos eléctricos se cargan muy lentamente a bajas temperaturas y pierden la velocidad de flujo. La optimización de las baterías de iones de litio puede dejar la velocidad de recarga a los subestampos.
Ann Arbor (EE. UU.). Las baterías de iones de litio hechas en automóviles eléctricos solo se pueden cargar lentamente a bajas temperaturas. Investigadores de la Universidad de Michigan (UMICH) ahora han desarrollado una nueva técnica que reduce significativamente los tiempos de carga durante menos grados y aumenta el rango.
«Vemos este enfoque como un método que los fabricantes de baterías podrían adoptar sin cambios importantes en las fábricas existentes. Por primera vez, mostramos una forma de permitir una carga extremadamente rápida a bajas temperaturas, sin influir en la densidad de energía de la batería de litio».
Según los científicos, las baterías de iones de litio con el nuevo método pueden cargarse cinco veces más rápido que las temperaturas hasta menos diez grados Celsius que antes. Las baterías de iones de litio optimizadas mantuvieron el 97 por ciento de su capacidad original en las pruebas después de 100 ciclos de carga rápida.
Movimiento de iones fríos
En las baterías de iones de litio, los iones de litio se mueven entre dos electrodos durante la carga y la descarga a través de un electrolito líquido. Este proceso funciona significativamente más lentamente a bajas temperaturas y la velocidad de carga y los rangos disminuyen. Por lo tanto, muchos fabricantes de automóviles usan electrodos gruesos que aumentan el rango, pero ralentizan la velocidad de carga.
Por lo tanto, los investigadores de UMICH han desarrollado unos 40 micrómetros en el pasado que se incorporan al ánodo. Durante la carga, los iones de litio también pueden acoplar dentro de la electricidad y los iones de litio funcionan mucho más rápido a temperatura ambiente.
Sin embargo, en el caso del frío, estos canales no han aumentado la velocidad de carga porque se forma una capa química en la superficie del electrodo si reaccionan con los electrolitos. Los investigadores comparan este proceso con mantequilla fría.
«Puedes cortar un cuchillo, pero es mucho más difícil. Si intentas cargar rápidamente esta capa, el metal de litio se almacena en el ánodo como un atasco de tráfico».
«Esta deposición le impide cargar todo el electrodo. Esto nuevamente reduce la capacidad de energía de la batería».
Recubrimiento hecho de carbonato entrenado con litio
Según la publicación en la revista Joule, los investigadores han desarrollado un recubrimiento hecho de carbonato de litio, lo que evita el desarrollo de la capa inquietante. En combinación con canales, las baterías de iones de litio se cargan hasta cinco veces más rápido a los subestampos.
«Con la interacción de la arquitectura 3D y la clase de borde artificial, también podemos resolver el triple problema de la recarga rápida en caso de frío y largo alcance».
Los científicos ahora están trabajando para profundizar su proceso de producción preparado. En el futuro, los automóviles eléctricos deberían poder cargarse significativamente más rápido a bajas temperaturas y obtener un rango más alto que los modelos actuales.
«La carga de una batería de automóviles electrónicos dura de 30 a 40 minutos, incluso con métodos de carga rápida. En invierno, esto puede extenderse a más de una hora. Queremos resolver este problema».
Joule, doi: 10.1016/j.jouule.2025.101881
