Un equipo de investigación en Corea del Sur ha desarrollado un nuevo método para que las baterías de litio-metal sean más seguras, duraderas y estén más cerca de su comercialización. Esta investigación abre una puerta a la esperanza para el futuro de los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía a gran escala.
Dirigido por el Dr. Jungdon Suk en el Instituto Coreano de Tecnología Química (KRICT), el equipo de investigación inventó una técnica especial de “impresión por transferencia”.
Esta técnica permite la creación de una capa protectora sobre la superficie del litio sin utilizar solventes químicos tóxicos ni dañar la sensible capa de litio, un desafío importante que ha retrasado el desarrollo de la tecnología de baterías de litio-metal durante años.
Baterías de litio-metal: ¿la nueva revolución energética?
A diferencia de las baterías de iones de litio convencionales que utilizan cátodo de grafito, las baterías de litio-metal utilizan litio puro, que tiene 10 veces la densidad de energía, lo que permite almacenar más energía en una batería significativamente más pequeña y liviana.
Esta es la tecnología fundamental para baterías avanzadas, como las de estado sólido y las de litio-azufre. Sin embargo, el litio metálico presenta una grave debilidad: durante la carga y descarga, pueden crecer diminutas fibras aciculares llamadas dendritas en su superficie.
Cuando crecen lo suficiente, pueden causar cortocircuitos, incendios o la falla total de la batería. El enfoque innovador de Corea es que utilizaron un método indirecto.
Prototipo de batería de litio-metal desarrollado por el equipo de investigación. Foto: KRICT – Jungdon Suk
Tradicionalmente, para evitar las dendritas, se aplican recubrimientos protectores directamente al litio usando solventes líquidos, pero esto puede contaminar y dañar fácilmente la superficie del litio, lo que hace que la producción en masa sea extremadamente difícil.
El equipo del KRICT revolucionó este proceso. Preformaron la capa protectora sobre otra superficie y luego la adhirieron suavemente al litio mediante presión, como si se aplicara una pegatina.
El método se denomina impresión por transferencia de rollo a rollo. Es limpio, escalable y no daña el litio. Diseñaron dos tipos de capas protectoras: una hecha de una aleación de óxido de aluminio y oro, y la otra es un material híbrido de cerámica y polímero flexible.
Ambos tienen solo unos 5 micrómetros de espesor, pero pueden cubrir grandes áreas, evitando que las dendritas crezcan y ayudando a que los iones de litio se muevan de manera más eficiente entre el electrodo y el electrolito.
En las pruebas, las baterías protegidas conservaron más del 81% de su capacidad después de 100 ciclos de carga (el doble que el litio sin protección) y se mantuvieron estables incluso durante la carga rápida.
Las baterías de iones de litio son muy populares, pero el riesgo de explosión es el problema más preocupante actualmente. Foto: Gen AI
El equipo creó con éxito un prototipo de batería de 245 × 50 mm, equivalente a la mitad del tamaño de una pila AAA. Esto demuestra su idoneidad para la producción a escala industrial.
Los científicos creen que este método podría acelerar la comercialización de baterías de litio-metal, especialmente para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, y también podría aplicarse a nuevas tecnologías de baterías, como las baterías de estado sólido y las baterías de litio-azufre.
“Esta es una de las soluciones más prácticas para crear baterías de litio-metal de alta energía”, afirmó el Dr. Young-Kuk Lee, presidente de KRICT, destacando el potencial de esta tecnología para fortalecer la posición de Corea en la cadena global de suministro de baterías.
Fuente: https://khoahocdoisong.vn/pin-lithium-kim-loai-xoa-noi-lo-chay-no-post2149042593.html
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