Un nuevo tipo debatería para vehículos eléctricosSegún un estudio reciente, pueden sobrevivir más tiempo en temperaturas extremadamente altas y bajas.

Los científicos afirman que estas baterías permitirían a los vehículos eléctricos recorrer mayores distancias con una sola carga en temperaturas frías, y que serían menos propensos al sobrecalentamiento en climas cálidos.

Esto resultaría en una carga menos frecuente para los conductores de vehículos eléctricos, además de brindarles labateríasuna vida más larga.

El equipo de investigación estadounidense creó una nueva sustancia que es químicamente más resistente a las temperaturas extremas y a ser añadida a las baterías de litio de alta energía.

“Se necesita un funcionamiento a altas temperaturas en zonas donde la temperatura ambiente puede alcanzar los tres dígitos y las carreteras se calientan aún más”, dijo el autor principal, el profesor Zheng Chen de la Universidad de California en San Diego.

“En los vehículos eléctricos, las baterías suelen estar debajo del piso, cerca de estas carreteras calientes. Además, las baterías se calientan simplemente por el paso de corriente durante el funcionamiento.”

“Si las baterías no pueden tolerar este calentamiento a alta temperatura, su rendimiento se degradará rápidamente.”

En un artículo publicado el lunes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores describen cómo, en las pruebas, las baterías mantuvieron el 87,5 por ciento y el 115,9 por ciento de su capacidad energética a -40 grados Celsius (-104 grados Fahrenheit) y 50 grados Celsius (122 grados Fahrenheit) respectivamente.

Además, presentaban una alta eficiencia coulómbica del 98,2 por ciento y del 98,7 por ciento respectivamente, lo que significa que las baterías pueden soportar más ciclos de carga antes de dejar de funcionar.

Esto se debe a un electrolito compuesto de sal de litio y éter dibutilico, un líquido incoloro que se utiliza en algunos procesos de fabricación, como los de productos farmacéuticos y pesticidas.

El éter dibutilico resulta útil porque sus moléculas no interactúan fácilmente con los iones de litio durante el funcionamiento de la batería, lo que mejora su rendimiento a temperaturas bajo cero.

Además, el éter dibutilico soporta fácilmente el calor, ya que su punto de ebullición es de 141 grados Celsius (285,8 grados Fahrenheit), lo que significa que permanece líquido a altas temperaturas.

Lo que hace que este electrolito sea tan especial es que puede utilizarse con una batería de litio-azufre, que es recargable y tiene un ánodo de litio y un cátodo de azufre.

Los ánodos y los cátodos son las partes de la batería por las que pasa la corriente eléctrica.

Las baterías de litio-azufre representan un importante avance en las baterías para vehículos eléctricos, ya que pueden almacenar hasta dos veces más energía por kilogramo que las baterías de iones de litio actuales.

Esto podría duplicar la autonomía de los vehículos eléctricos sin aumentar el peso de los mismos.bateríaEmpaquetar manteniendo los costos bajos.

El azufre también es más abundante y causa menos sufrimiento ambiental y humano en su origen que el cobalto, que se utiliza en los cátodos de las baterías de iones de litio tradicionales.

Normalmente, las baterías de litio-azufre presentan un problema: los cátodos de azufre son tan reactivos que se disuelven cuando la batería está en funcionamiento, y este problema empeora a temperaturas elevadas.

Además, los ánodos de litio metálico pueden formar estructuras en forma de aguja llamadas dendritas que pueden perforar partes de la batería, provocando un cortocircuito.

Como resultado, estas baterías solo duran hasta unas decenas de ciclos.

El electrolito de éter dibutilico desarrollado por el equipo de la UC-San Diego soluciona estos problemas, incluso a temperaturas extremas.

Las baterías que probaron tenían una vida útil mucho mayor que la de una batería típica de litio-azufre.

“Si se desea una batería con alta densidad energética, normalmente es necesario utilizar una química muy agresiva y compleja”, dijo Chen.

“Una alta energía implica que se producen más reacciones, lo que significa menor estabilidad y mayor degradación.

“Fabricar una batería de alta energía que sea estable es una tarea difícil en sí misma; intentar hacerlo en un amplio rango de temperaturas es aún más complicado.

“Nuestro electrolito ayuda a mejorar tanto el lado del cátodo como el del ánodo, a la vez que proporciona una alta conductividad y estabilidad interfacial.”

El equipo también modificó el cátodo de azufre para hacerlo más estable, injertándolo en un polímero. Esto evita que se disuelva más azufre en el electrolito.

Los próximos pasos incluyen mejorar la composición química de la batería para que funcione a temperaturas aún más altas y prolongue aún más su vida útil.