Un importante avance en baterías allana el camino para la modernización de los vehículos eléctricos

Científicos chinos han desarrollado una batería de metal de litio con una densidad energética de más de 700 vatios-hora por kilogramo y un rendimiento estable a temperaturas extremadamente bajas, lo que supone un avance significativo en la producción de baterías de alta energía para vehículos eléctricos. [Foto/Xinhua]

Científicos chinos han desarrollado una batería de metal de litio con una densidad energética de más de 700 vatios-hora por kilogramo y un rendimiento estable a temperaturas extremadamente bajas, lo que supone un avance significativo en la producción de baterías de alta energía para vehículos eléctricos. El artículo de investigación se publicó el jueves en la revista científica Nature.

Chen Jun, académico de la Academia China de Ciencias y vicepresidente de la Universidad de Nankai en Tianjin, fue uno de los investigadores que lideraron este avance. Chen explicó que el equipo ha sustituido átomos de oxígeno por átomos de flúor. Diseñó y sintetizó nuevas moléculas de disolventes de hidrocarburos fluorados, creando un nuevo sistema electrolítico basado en la coordinación litio-flúor.

Las pruebas de laboratorio demostraron que la batería podía alcanzar una densidad energética superior a 700 vatios-hora por kilogramo, manteniendo casi 400 Wh/kg a -50 °C.

La densidad energética y el rendimiento a baja temperatura son los principales obstáculos que dificultan la adopción generalizada de vehículos eléctricos, afirmó Chen.

Para abordar este desafío, su equipo rediseñó el electrolito de la batería a nivel molecular. Mediante el desarrollo de moléculas de disolvente de hidrocarburos fluorados y el establecimiento de un sistema de coordinación litio-flúor, los investigadores mejoraron la transferencia de iones y permitieron un funcionamiento estable a densidades energéticas ultraaltas y temperaturas extremadamente bajas.

"Las baterías de alta energía que utilizan este electrolito tienen un enorme potencial en vehículos de nueva energía, robots inteligentes integrados y la economía de baja altitud, así como en las regiones polares, la industria aeroespacial y la aviación", afirmó.

El equipo de Chen también ha logrado avances significativos en el desarrollo de tecnologías de vanguardia para su aplicación práctica. A principios de este mes, el equipo colaboró ​​con el fabricante chino de automóviles Hongqi para lanzar un sistema de batería sólido-líquido de manganeso rico en litio de ultraalta densidad energética, de producción en masa. El sistema cuenta con una densidad energética de celda superior a 500 Wh/kg, lo que se traduce en una autonomía de más de 1.000 kilómetros con una sola carga para los vehículos equipados, según el equipo de investigación.

Yan Zhenhua, profesor de la Facultad de Química de la Universidad de Nankai, explicó que, en comparación, las baterías de iones de litio convencionales actuales suelen ofrecer densidades energéticas de entre 160 y 300 Wh/kg, permiten una autonomía de hasta unos 800 kilómetros por carga y funcionan de forma fiable a temperaturas de entre -20 °C y -30 °C.

Afirmó que la batería instalada en el vehículo utiliza un electrolito compuesto de desarrollo propio que mejora tanto la seguridad como la durabilidad.

"No solo supone un salto en la densidad energética, sino que, lo que es más importante, resuelve los desafíos de alto costo y alto riesgo asociados con las baterías de metal de litio, mejorando significativamente su ciclo de vida y su seguridad intrínseca", añadió Yan.

Lu Tianjun, secretario del Partido y director general de China Automotive New Energy Battery Technology Co., afirmó que se espera que los vehículos equipados con estas baterías, capaces de superar los 1.000 kilómetros por carga, entren en producción en masa a finales de este año.

"Esto sirve como modelo y un ejemplo destacado de colaboración entre universidades y empresas", afirmó.

"Esta batería, ya sea en términos de densidad energética, avance tecnológico o progreso en su aplicación, representa un nivel líder tanto a nivel nacional como internacional", afirmó Lu. "Siendo prudentes, su rendimiento supondría una mejora de aproximadamente el 50 % en comparación con las tecnologías actuales".

Chen, investigador de la Universidad de Nankai, afirmó que traducir los avances científicos en tecnologías prácticas requiere una estrecha colaboración entre investigadores e industria. "No podemos quedarnos siempre en la torre de marfil. Nuestro objetivo es abordar los verdaderos desafíos industriales", afirmó.