Un estudio reciente en la Penn State University en los EE. UU. Sugiere que una breve explosión de altas temperaturas ayudará a cargar las baterías de iones de litio más rápido sin ningún efecto negativo importante, permitiendo que los tiempos de carga se reduzcan a solo 10 minutos.
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El nuevo diseño de la batería permitirá hasta 2500 ciclos de carga, o alrededor de 14 años de uso.
La ansiedad por el alcance sigue siendo uno de los grandes elementos de disuasión para que las masas adopten vehículos eléctricos (EV), y un tiempo de carga de cuatro a cinco horas no ayuda a la demanda de vehículos eléctricos. Sin embargo, la industria EV está evolucionando rápidamente y los tiempos de carga se han reducido drásticamente a lo largo de los años. En un gran paso hacia la reducción del tiempo de carga, los propietarios de vehículos eléctricos pronto podrían cargar completamente sus automóviles en tan solo 10 minutos, gracias al nuevo diseño de la batería. Un informe de NewScientist afirma que el nuevo diseño calienta la batería para aumentar la velocidad de reacción.
El informe cita a Chao-Yang Wang, de la Universidad Estatal de Penn, afirmando que para que los autos eléctricos sean comercialmente atractivos, las baterías deben cargarse hasta el 80 por ciento o un rango de 300 km en 10 minutos. Sin embargo, esto requiere que las baterías consuman rápidamente 400 kilovatios de potencia y el conjunto actual de baterías no puede hacer esto. Cuando las baterías se cargan rápidamente, los iones de litio en ese momento se mueven del electrodo positivo al negativo y hay una tendencia al litio a formar depósitos en forma de placa en la superficie del electrodo negativo que pueden acortar la vida útil de la batería.
Wang y sus colegas están trabajando para minimizar este problema calentando primero la batería a una temperatura demasiado alta para permitir que se forme el revestimiento de litio. Probaron la teoría tomando una batería industrial disponible comercialmente e insertando láminas de níquel de un micrón de espesor en una pila de capas de electrodos. Luego, la estructura permite que el electrodo se caliente en menos de 30 segundos, estableciendo condiciones para que los iones se muevan rápidamente hacia el electrodo negativo sin causar un recubrimiento en su superficie.
Las pruebas de batería se realizaron a temperaturas variables y se cargaron a 40 grados, 49 grados y 60 grados centígrados, y compararon el rendimiento con una batería de control que se carga a 20 grados centígrados. Los resultados concluyeron que la batería podría mantener una carga rápida durante solo 60 ciclos a 20 grados centígrados antes de que el revestimiento de litio causara problemas que redujeran significativamente el rendimiento. En comparación, calentar el electrodo a 60 grados centígrados permitió que la batería se cargara a través de 2500 ciclos sin formar el revestimiento de litio que de otro modo limitaría el rendimiento. Los 2500 ciclos equivalen a unos 14 años de uso o 750,000 km de vida, según Wang.
El estudio anula la idea actual de que las baterías de litio no deben cargarse a altas temperaturas, lo que se cree que causa la degradación de la batería. En cambio, una breve explosión de alta temperatura tendrá mejores resultados. La investigación ciertamente debería tener implicaciones importantes en el futuro y será de gran ayuda en la forma en que impulsemos no solo vehículos eléctricos sino también otros dispositivos en el futuro.
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Fuente: Científico nuevo
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