La nueva batería no pierde capacidad

Gracias a un material de electrodo con una estabilidad sin precedentes, una nueva batería de estado sólido no pierde capacidad incluso después de cientos de ciclos de carga.

Kensington (Australia). Con las baterías recargables modernas, la capacidad disminuye a medida que aumenta el número de ciclos de carga debido al desgaste químico. Este proceso se puede ver claramente en los teléfonos inteligentes, por ejemplo, que la mayoría de los usuarios cargan diariamente y, por lo tanto, pierden mucha batería después de solo dos o tres años. Sin embargo, los coches eléctricos y otros dispositivos con baterías más grandes pero basados ​​en las mismas tecnologías también se ven afectados.

Científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) y la Universidad Nacional de Yokohama (YNU) han presentado ahora una nueva batería de estado sólido en la que, gracias al material del electrodo, no se produce pérdida de capacidad incluso después de cientos de ciclos de recarga.

La densidad de energía supera significativamente la de las baterías de iones de litio.

Según su publicación en la revista Nature Materials, utilizaron óxidos de vanadio que contienen litio con una estructura reticular de sal desordenada para los electrodos positivos (cátodos). Junto con un electrolito optimizado, pudieron lograr una densidad de energía de 750 vatios hora por kilogramo. Las baterías de iones de litio convencionales, instaladas por ejemplo en los coches eléctricos, solo tienen una densidad energética de unos 120 Wh/kg.

Alta resistencia al desgaste

También cabe destacar la alta resistencia al desgaste de la batería de estado sólido. Con una densidad de carga de 300 mAh/g, no hubo pérdida de capacidad con un electrolito a base de sulfito incluso después de 400 ciclos de carga y descarga. Esto también se debe a la baja contracción y expansión de la Cátodo cuyas propiedades químicas aseguran que su volumen permanezca casi idéntico ya sea cargado o descargado. Según Neeraj Sharma, el desarrollo puede reducir significativamente los costos de la batería.

“La falta de pérdida de capacidad después de 400 ciclos de carga es una indicación del rendimiento superior de este material en comparación con las celdas en capas de estado sólido tradicionales. Este descubrimiento podría reducir drásticamente los costos de las baterías. El desarrollo de baterías de estado sólido prácticas y de alto rendimiento también podría conducir al desarrollo de vehículos eléctricos avanzados».

Materiales naturales, doi: 10.1038/s41563-022-01421-z