Vehículos eléctricos de carga rápida de larga autonomía: La nueva batería se carga completamente en 15 minutos a 1.747,6 W/kg

Las baterías de litio-metal prometen almacenar mucha más energía y funcionar en entornos más duros que las baterías convencionales de iones de litio que alimentan la mayoría de los aparatos electrónicos modernos. Sin embargo, alcanzar todo su potencial comercial se ha visto obstaculizado por el lento e ineficaz movimiento de electrones e iones a través del límite entre los componentes estructurales de la batería y su electrolito, un proceso conocido como transferencia de carga. Cuando esta transferencia es lenta, desencadena reacciones químicas no deseadas que forman dendritas, peligrosos crecimientos metálicos en forma de aguja que arruinan el rendimiento de la batería y pueden incluso provocar incendios repentinos o explosiones durante la carga ultrarrápida.

Para superar esta importante limitación, un equipo de investigadores principalmente de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China rediseñó el electrolito de la batería a nivel molecular. Detallado en la revista Nature Energy, el equipo descubrió una forma de acelerar la transferencia de carga reestructurando las moléculas disolventes del fluido.

En lugar de una configuración estándar, los investigadores dispusieron las moléculas para formar vías planas y muy organizadas, que denominaron canales de electrones alineados planarmente. Este diseño estructural único crea una unión mucho más fuerte y eficaz entre los electrones en movimiento y los iones de litio. Al agilizar esta conexión, los canales de nueva ingeniería aceleran drásticamente las reacciones químicas subyacentes y eliminan las condiciones de lentitud que crean las peligrosas dendritas.

Cuando el equipo probó su electrolito de ingeniería en celdas de baterías de litio-metal de tamaño real e industrial, los resultados fueron muy satisfactorios. Los canales de electrones planos permitieron a las baterías alcanzar de forma estable y segura el 100% en 15 minutos con una densidad de potencia de carga de 1.747,6 W/kg.

Esta investigación proporciona un proyecto fiable para superar los obstáculos electroquímicos extremos que actualmente impiden que las baterías de nueva generación y alta capacidad entren en los mercados de consumo. Si esta tecnología se comercializa, podríamos ver vehículos eléctricos con mayor autonomía y carga más rápida.