Los coches eléctricos se vislumbran como el futuro más sostenible para el traslado de pasajeros. Pero por ahora siguen teniendo algunas pegas, que la innovación se ha propuesto eliminar. Los tiempos de carga de las baterías son parte de los factores en los que los científicos ponen mayor empeño para mejorar.
El Dr. Xuekun Lu de la Universidad Queen Mary de Londres ha contado con la colaboración de un equipo internacional de investigadores del Reino Unido y EEUU. Y han encontrado una manera de evitar el recubrimiento de litio en las baterías de los coches eléctricos, lo que podría conducir a tiempos de carga más rápidos.
El revestimiento de litio es un fenómeno que puede ocurrir en las baterías de iones de litio durante la carga rápida de las baterías de los coches eléctricos. Ocurre cuando los iones de litio se acumulan en la superficie del electrodo negativo de la batería en lugar de intercalarse en él. Así forman una capa de litio metálico que continúa creciendo. Esto puede dañar la batería, acortar su vida útil y provocar cortocircuitos que deriven en incendios y explosiones.
El Dr. Xuekun Lu explica que el revestimiento de litio se puede mitigar significativamente optimizando la microestructura del electrodo negativo de grafito. Este elemento está formado por pequeñas partículas distribuidas aleatoriamente. Y actúa ajustando la morfología de las partículas y los electrodos para lograr una actividad de reacción homogénea. Y una saturación de litio local reducida es la clave para suprimir el revestimiento de litio y mejorar el rendimiento de la batería de los coches eléctricos.
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Mejoras significativas para la carga de los coches eléctricos
«Nuestra investigación ha revelado que los mecanismos de litiación de las partículas de grafito varían en distintas condiciones. Dependiendo de la morfología, el tamaño, la forma y la orientación de su superficie. Esto afecta en gran medida a la distribución del litio y la propensión al recubrimiento de litio», dijo el Dr. Lu.
“Con la ayuda de un modelo de batería 3D pionero, podemos saber cuándo y dónde se inicia el proceso de recubrimiento de litio y qué tan rápido crece. Se trata de un avance significativo que podría tener un impacto importante en el futuro de la movilidad eléctrica”.
El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre el desarrollo de protocolos avanzados de carga rápida. Al mejorar la comprensión de los procesos físicos de redistribución del litio dentro de las partículas de grafito durante la carga rápida. Este conocimiento podría conducir a un proceso de carga eficiente. Y al mismo tiempo minimizar el riesgo del revestimiento de litio.
Además de tiempos de carga más rápidos, el estudio también encontró que refinar la microestructura del electrodo de grafito puede mejorar la densidad de energía de la batería. Esto significa que los coches eléctricos podrían viajar más lejos con una sola carga.
Estos hallazgos suponen un gran avance en el desarrollo de baterías para vehículos eléctricos. Podrían dar lugar a coches eléctricos más rápidos de carga, más duraderos y más seguros, lo que los convertiría en una opción más atractiva para los consumidores.
