Fue M. Stanley Whittingham, a finales de la década de 1970, el primero en describir el concepto de baterías recargables de iones de litio, un logro por el que compartiría el Premio Nobel de Química de 2019.
Desde la creación de estas baterías existe un problema. Una vez instalada, se pierde hasta una quinta parte de su capacidad antes de que se pueda recargar por primera vez. Y esto ocurre esté la batería instalada en un teléfono móvil, en un ordenador o en un coche eléctrico.
El motivo de esta pérdida se debe a las impurezas que se forman en los cátodos de níquel en el lado positivo de la batería. Ahí es por donde se descarga la energía, pudiendo llegar a perder hasta un 18 % de la vida de la batería en este proceso.
Además, el níquel crea inestabilidades bajo la superficie, en el interior de la estructura del cátodo, que, con el tiempo, también comienzan a degradar la capacidad de almacenamiento de la batería.
Mayor capacidad gracias al óxido de niobio
Para solventar este problema, un equipo liderado por Whittingham junto con investigadores Universidad Estatal de Nueva York y científicos del Departamento de Energía de Brookhaven y Laboratorio Nacional de Oak Ridge, finalmente han encontrado una solución gracias a un revestimiento especial que protege las celdas contra esta pérdida.
Gracias a los estudios con rayos X y neutrones, el grupo ha trabajado con un tratamiento químico experimental para el cátodo que utiliza óxido de niobio sin litio, con el objetivo de eliminar las inestabilidades y conseguir a una batería de mayor duración.
Con este tratamiento químico lograron reducir la pérdida de capacidad durante el primer ciclo de carga y descarga, lo que se traduce en un mejor rendimiento de la batería a largo plazo. A nivel de laboratorio, y tras 250 ciclos de carga y descarga, la retención de capacidad fue de un 93,2 %.
Ahora, y gracias a este avance, se quieren desarrollar celdas de batería de metal de litio de próxima generación que entreguen hasta 500 Wh por kilogramo, en lugar de los 220 Wh que se tiene en el promedio actual.
Con el desarrollo de estas celdas, se podría alargar la vida de las baterías que se incluyen en los vehículos eléctricos para hacerlas, desde la primera carga, mucho más duraderas.
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