Grandes avances para lograr la fabricación en seco de baterías
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- 22 ago 2023
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Las baterías de iones de litio utilizadas para impulsar vehículos eléctricos son clave para una economía de energía limpia. Pero sus electrodos generalmente se fabrican utilizando una suspensión húmeda con solventes tóxicos, un enfoque de fabricación costoso que presenta riesgos para la salud y el medio ambiente.
22-08-2023
Por: Diego Liévano
Grandes avances para lograr la fabricación en seco de baterías. Los primeros experimentos llevados a cabo en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía han revelado que un proceso de fabricación de baterías en seco, podría tener beneficios significativos.
Esto sucede porque se eliminaría el solvente a la vez que promete ofrecer una batería duradera, menos cargada por elementos inactivos. Y capaz de mantener una alta capacidad de almacenamiento de energía después de su uso. Tales mejoras podrían impulsar una adopción más amplia de coches eléctricos.
El procesamiento en seco es una alternativa relativamente nueva que ahorra espacio en la fábrica. Así como tiempo, energía, eliminación de desechos y gastos de puesta en marcha. Sin embargo, hasta ahora, los investigadores tenían una comprensión limitada de cómo logra que esto funcionase y fuese rentable.
Probando opciones
El ORNL y su socio, la industria Navitas Systems probaron cómo el proceso seco afecta la estructura de los materiales de la batería y sus propiedades electroquímicas. Las baterías generan energía a medida que los iones de litio viajan entre dos electrodos llamados cátodo y ánodo, con cargas opuestas.
El equipo se centró en una estrategia de procesamiento de electrodos en seco, que consiste en mezclar polvos secos con un aglutinante y luego compactar el material para mejorar el contacto entre las partículas. Este procedimiento podría aplicarse tanto al ánodo como al cátodo, centrándose en ciertos materiales o métodos de mezcla.
Después de que Navitas fabricara los electrodos, los investigadores de ORNL dirigidos por Jianlin Li y Runming Tao midieron su rendimiento electroquímico en diferentes condiciones. Y durante varios períodos de tiempo. El equipo de ORNL pudo llegar a una nueva comprensión de cómo se degradan los electrodos procesados en seco. Grandes avances para lograr la fabricación en seco de baterías.
Altamente deseables
Las baterías fabricadas mediante el proceso seco mostraron una disposición “excelente” para mantener su capacidad después de un uso prolongado. Son «altamente deseables a nivel químico», porque su estructura permite que los iones de litio tomen un camino más directo entre el ánodo y el cátodo.
Los electrodos son más gruesos, lo que permite una mayor carga de energía mientras se reducen los ingredientes inactivos que aumentan el tamaño y el peso.
“Hay más materiales activos en el electrodo”, dijo Tao. “Estas ventajas reflejan una alta densidad de energía y una buena ciclabilidad a largo plazo. El electrodo puede doblarse y flexionarse bien, demostrando una excelente resistencia mecánica y la capacidad de bobinado necesaria para la producción en masa de baterías”. Grandes avances para lograr la fabricación en seco de baterías.
Referencia: los resultados de este estudio fueron publicados en el Chemical Engineering Journal.
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