Los propietarios de vehículos eléctricos pronto podrán cargar completamente sus automóviles en tan solo 10 minutos, gracias a un nuevo diseño que calienta la batería para aumentar la velocidad de reacción.
Una barrera importante para la absorción de los autos eléctricos es el tiempo que lleva cargar la batería en comparación con llenar un automóvil con gasolina. Entonces, la clave para hacer que los autos eléctricos sean más atractivos comercialmente radica en desarrollar baterías que puedan alcanzar el 80 por ciento de carga, o un rango de aproximadamente 300 kilómetros, en 10 minutos, dice Chao-Yang Wang de la Universidad Estatal de Penn.
Pero esto requiere que las baterías absorban rápidamente 400 kilovatios de potencia, y las que están actualmente en el mercado no pueden hacer esto. Cuando las baterías se cargan rápidamente, durante el cual los iones de litio se mueven del electrodo positivo al negativo, existe la tendencia de que el litio forme depósitos en forma de placa en la superficie del electrodo negativo que pueden acortar la vida útil de la batería.
«Demostramos que podemos cargar un vehículo eléctrico en 10 minutos para un rango de 300 a 500 kilómetros», dice Wang.
«Y podemos hacer esto manteniendo 2 500 ciclos de carga, o el equivalente a medio millón de millas de viaje».
Esa última parte es importante, porque las baterías EV, al igual que las de su teléfono inteligente o computadora portátil, son baterías de iones de litio, que tienen un número limitado de ciclos de carga / descarga antes de que se degraden más allá del punto de ser útiles.
Wang y su equipo tomaron una batería industrial disponible comercialmente e insertaron láminas de níquel de un grosor de micras en una pila de capas de electrodos. Esta estructura permite que el electrodo se caliente en menos de 30 segundos, estableciendo condiciones para que los iones se muevan rápidamente hacia el electrodo negativo sin causar un revestimiento en su superficie.
Luego, probaron qué tan bien funcionaban las células cuando se cargaban a 40 ° C, 49 ° C o 60 ° C, y compararon el rendimiento con una batería de control que se carga a 20 ° C.
Descubrieron que a 20 ° C, la batería podía mantener una carga rápida durante solo 60 ciclos antes de que el recubrimiento de litio causara problemas que redujeran significativamente el rendimiento. Por el contrario, calentar el electrodo a 60 ° C permitió que la batería se recargara a través de 2500 ciclos sin formar el revestimiento de litio que limita el rendimiento. Eso es equivalente a 14 años de uso o alrededor de 750 000 kilómetros de vida, dice Wang.
Esto anula una vieja idea de que las baterías de litio no deben cargarse a una temperatura alta porque la degradarán. En cambio, los hallazgos sugieren que los beneficios de un breve estallido de alta temperatura superan con creces los negativos, dice Wang.
El equipo de Wang espera impulsar aún más el diseño y crear una batería que pueda cargarse en cinco minutos.
Fuente en español: Robotitus.com
Fuente en inglés: Science Alert