Científicos chinos desarrollan materiales que permiten que las baterías de litio de estado sólido mantengan el 80% de su capacidad inicial después de 5.000 ciclos de uso

Foto: Instituto de Energía de Qingdao de la Academia China de Ciencias

Científicos chinos del Instituto de Energía de Qingdao de la Academia China de Ciencias han desarrollado materiales de cátodo homogeneizados, lo que permite que las baterías de litio de estado sólido mantengan el 80% de su capacidad inicial después de 5.000 ciclos de uso.

El avance se publicó recientemente en Nature Energy con el título "Una estrategia de homogeneización de cátodos para permitir baterías de litio de estado sólido de larga duración".

El equipo de investigadores dirigido por Cui Guanglei y asistido por Ju Jiangwei, Cui Longfei y Zhang Shu, diseñó materiales de cátodo homogéneos que han revolucionado el paradigma de los cátodos compuestos en baterías de litio de estado sólido. Una batería de litio de estado sólido construida con materiales 100% activos mantiene el 80% de su capacidad inicial después de 5.000 ciclos.

Esta innovación ha abordado los desafíos que surgen de las baterías de litio de estado sólido tradicionales, lo que da como resultado la producción de baterías de litio de estado sólido con alta densidad de energía y larga duración de ciclo.

Por lo general, las baterías de litio de estado sólido utilizan electrodos compuestos que contienen materiales de electrodos activos, electrones conductores y aditivos conductores de iones. Pero existen dificultades para lograr una combinación perfecta entre los diferentes componentes en términos de propiedades químicas, electroquímicas y mecánicas, lo que genera diversos problemas de interfaz que degradan significativamente la densidad energética y la vida útil de la batería.

Según el artículo publicado, la conductividad de iones y electrones del material supera a los materiales de cátodo de óxido en capas tradicionales más de 1.000 veces la tecnología existente, con una capacidad específica que supera los materiales de cátodo con alto contenido de níquel actuales.

El material experimenta solo un cambio de volumen del 1,2% durante el proceso de carga y descarga, significativamente menor que el cambio de volumen del 50% observado en los materiales de cátodo de óxido en capas tradicionales.

La alta conductividad garantiza una carga y descarga normales sin la necesidad de aditivos conductores adicionales, mientras que el bajo cambio de volumen garantiza la estabilidad estructural durante el funcionamiento de la batería.