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Un nuevo avance en baterías de bajo contenido en cobalto para vehículos eléctricos aumenta la densidad energética en un 20% y permite fabricar electrodos no tóxicos

El cátodo de alto contenido en níquel y bajo contenido en cobalto (imagen: Leclanché)
El cátodo de alto contenido en níquel y bajo contenido en cobalto (imagen: Leclanché)
Hasta que llegue la fase de producción masiva de baterías de estado sólido, para la que aún faltan algunos años, los vehículos eléctricos pueden aprovechar soluciones químicas provisionales, como el reciente descubrimiento de Leclanché de células con bajo contenido en cobalto. Ofrece un 20% más de densidad energética y su producción es más respetuosa con la naturaleza.

El desarrollador suizo de baterías Leclanché ha conseguido resolver tanto el problema de la toxicidad en la producción de electrodos como la reducción del cobalto, raro y caro, que suele utilizarse en la mezcla de cátodos de las baterías de alto rendimiento para vehículos eléctricos. No sólo ha conseguido reducir la proporción de cobalto en la mezcla de níquel-cobalto-manganeso-aluminio (NCMA) al 5%, dejándola en un 90% de níquel, sino que también evita el uso de la tóxica N-metil-2-pirrolidona (NMP) como disolvente en el proceso, introduciendo en su lugar una solución a base de agua.

Según el Dr. Hilmi Buqa, Vicepresidente de I+D de Leclanché:

Con la producción al agua de los cátodos NMCA de alta capacidad, hemos alcanzado un hito decisivo en la tecnología de iones de litio. Hasta ahora, producirlos mediante procesos respetuosos con el medio ambiente se consideraba imposible. Pero ahora ya dominamos el proceso.

Tesla, por ejemplo, ha estado luchando para aumentar la producción de su célula 4680 que todavía utiliza el método de recubrimiento húmedo del electrodo con disolvente NMP que requiere un importante gasto energético para el secado. Aún no domina el método de producción en seco, que le permitiría reducir realmente a la mitad el precio del pack 4680 en comparación con las baterías 2170 tradicionales. Hasta ahora, casi toda la reducción de costes del pack de baterías 4680 en el Modelo Y fabricado en Texas se debe a la utilización de las ventajas estructurales de la célula al pack en lugar de los avances químicos.

De hecho, la densidad energética ajustada de la célula 4680 de Tesla está a la par con la de una batería 2170y. Sin embargo, la nueva batería de bajo contenido en cobalto de Leclanché no sólo es más respetuosa con el medio ambiente, sino que también ofrece una densidad energética un 20% mayor gracias a la mayor proporción de níquel en la mezcla, y en el mismo espacio que las actuales baterías ternarias de litio. Las pilas estarán disponibles el año que viene para los fabricantes de vehículos eléctricos y de otros medios de transporte, como los astilleros, con"una vida útil más larga, gran estabilidad de ciclo y buena capacidad de carga", avanza Leclanché.

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Daniel Zlatev, 2023-01-24 (Update: 2023-01-24)