Un nuevo estudio publicado en la revista Joule defiende la creación de una batería de metal de litio sin precedentes y ofrece una densidad energética extremadamente alta, de 560 vatios-hora por kilogramo -basada en el peso total de los materiales activos-, con una estabilidad notablemente buena.
La batería ha sido desarrollada por investigadores del Instituto Helmholtz de Ulm (Helmholtz Institute Ulm, HIU) y el Instituto Tecnológico de Karlsruhe, que han utilizado una prometedora combinación de cátodo y electrolito: un cátodo rico en níquel permite almacenar mucha energía por masa y un electrolito líquido iónico garantiza la conservación de la capacidad durante muchos ciclos de carga.
En concreto, los científicos utilizan un cátodo estratificado rico en níquel y bajo en cobalto (NCM88), que proporciona una alta densidad energética. El elemento, por tanto, sustituye al electrolito orgánico comercialmente disponible (LP30), cuya estabilidad tiende a ser baja.
“En el electrolito LP30 se producen grietas de partículas en el cátodo. El electrolito reacciona dentro de estas grietas y destruye la estructura. Además, en el ánodo se forma una gruesa capa que contiene litio, parecida a un musgo”, explica Stefano Passerini, jefe del grupo de investigación de electroquímica de baterías de la HIU, en un comunicado de prensa. “Nuestros investigadores, por tanto, utilizaron en su lugar un electrolito líquido iónico no volátil y no inflamable con dos aniones (Ionic Liquid Electrolyte, ILE, por sus siglas en inglés)”.
Según Passerini y su equipo, el ILE permite reducir considerablemente los cambios estructurales en el cátodo rico en níquel.
En su artículo, el grupo informa de que con el cátodo NCM88 y el electrolito ILE, la batería de litio-metal alcanza una densidad energética de 560 vatios-hora por kilogramo (Wh / kg), basada en el peso total de los materiales activos.
El dispositivo también tiene una capacidad de almacenamiento inicial de 214 miliamperios hora por gramo (mAh / g) y el 88% de la capacidad se mantiene a lo largo de 1.000 ciclos de carga.
Al mismo tiempo, la eficiencia de Coulomb, que indica la relación entre la capacidad extraída y la suministrada, alcanza una media del 99,94%.
“Dado que la batería presentada se caracteriza también por un alto nivel de seguridad, los investigadores de Karlsruhe y Ulm han dado así un paso importante en el camino hacia la movilidad neutra en carbono”, dice el comunicado.
Noticia tomada de: MINING / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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