Chao-Yang Wang, ingeniero mecánico en la Universidad Estatal de Pensilvania y su equipo de colaboradores, han creado una nueva batería de iones de litio para coches eléctricos capaz de soportar un buen número de cargas rápidas a altas temperaturas. Las conclusiones y los principales detalles de este avance de la ingeniería se han publicado en la revista especializada Joule.
La principal gran conclusión que se extrae con este tipo de batería para vehículos eléctricos es que los propietarios de este tipo de automóviles podrán cargar la batería de sus coches en 10 minutos –conectándolo a un sistema de carga ultra-rápido- y contar con una autonomía de al menos 300 km.
Los inconvenientes que venían teniendo las baterías de litio es la rapidez con la que se degradan, además de que disminuyen su eficiencia si se cargan por debajo de los 10 grados centígrados, ya que al parecer los iones de litio pasan de forma muy brusca de su parte positiva a la negativa (lo ideal es que dicho paso se efectúe de una forma suave y lineal, según aseguran los expertos). Por otro lado, cargar de forma rápida las baterías con altas temperaturas también puede contribuir a la degradación de las baterías.
Las investigaciones que han realizado los ingenieros de la Universidad de Pensilvania trataron de centrarse en lo siguiente: si conseguían cargar a 60 grados durante solo diez minutos para rápidamente bajar la temperatura, los picos de litio no se formarían y la degradación debida al calor tampoco se produciría.
Según Chao-Yang Wang, “además de la carga rápida, el nuevo diseño de la batería permite limitar el tiempo de exposición de la misma a elevadas cargas de temperatura aumentando su ciclo de vida". Según los cálculos del equipo de ingenieros de la Universidad de Pensilvania, estas nuevas baterías podrían soportar en torno a 2.500 ciclos de carga, lo que supondría un kilometraje equivalente a unos 800.000 km.
En el desarrollo de esta nueva batería, el equipo de ingenieros ha añadido a la misma una estructura de níquel que permite un rápido calentamiento en 30 segundos, con el objetivo de que la batería estuviese durante mucho tiempo expuesta a altas temperaturas. Por otro lado, el posterior enfriamiento de la batería se podría realizar empleando el propio sistema de refrigeración del vehículo.
El diseño de la batería y su esquema interno, según aseguran desde la Universidad de Pensilvania, se puede implantar a gran escala puesto que los electrodos que la forman están industrialmente disponibles.
"Además de la carga rápida, este diseño nos permite limitar el tiempo de exposición de la batería a la temperatura de carga elevada, generando así una vida útil muy larga. La clave es realizar un calentamiento rápido, de lo contrario la batería se mantendrá a temperaturas elevadas durante demasiado tiempo, causando una degradación severa", explicó el jefe del proyecto.
