La innovación en el diseño de baterías de iones de litio respalda el crecimiento del sector de los vehículos eléctricos
Si la UE quiere alcanzar su objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de 2021 en un 30 % en menos de 10 años, muy pronto tendrá que haber muchos más VE circulando por las carreteras. Las baterías de iones de litio son el corazón de la tecnología de los VE, cuyo mercado está copado hoy día por los fabricantes asiáticos. El equipo del proyecto SAFELiMOVE, financiado con fondos europeos, ha creado una batería de iones de litio que mejorará el rendimiento de los VE y posibilitará aumentar la producción europea de estas baterías. María Martínez, coordinadora del proyecto, comenta: «SAFELiMOVE ha innovado en cinco áreas tecnológicas principales, a saber: el desarrollo de materiales para cátodos de óxidos estratificados ricos en níquel; materiales para ánodos de litio de alta capacidad específica; un innovador electrolito híbrido de cerámica y polímero; el despliegue de técnicas de optimización y el estudio de diferentes interfaces para el transporte eficaz de litio; así como la generación de conocimientos para el desarrollo de la producción a escala de baterías de estado sólido».
Baterías: un antes y un después
Las baterías de iones de litio recargables dominan el mercado de las baterías para VE y están formadas por un material grafitizado para el ánodo, un óxido de metal de transición y litio para el cátodo y un líquido de carbono para el electrolito. Estas baterías tienen un gran densidad energética, pero también presentan varias desventajas. Por un lado, el abastecimiento de materias primas fundamentales para su fabricación será cada vez más difícil a medida que crezca el mercado de VE. Además adolecen de deficiencias relacionadas con el electrolito líquido: es inflamable y su exposición a un calor excesivo constituye un peligro. El objetivo principal del proyecto AFELiMOVE era abordar las desventajas de las baterías de iones de litio. Su equipo diseñó una batería sin grafito, con una menor cantidad de cobalto en los electrodos y un electrolito de estado sólido híbrido de cerámica y polímero, que puede garantizar un funcionamiento más seguro de la batería en comparación con los electrolitos orgánicos líquidos.
Un gran cantidad de mejoras
El innovador diseño de batería concebido por el equipo del proyecto presenta varias ventajas. Además de la mayor seguridad inherente al uso de un electrolito de estado sólido, los cambios introducidos por esta tecnología de litio con alta densidad energética aspiran a aumentar la autonomía de un vehículo en 300 km con una sola carga. La hoja de ruta futura de la tecnología de SAFELiMOVE para 2030 prevé la reducción del tiempo de recarga de la batería y el abaratamiento del coste total de la batería. El equipo logró muchos avances tecnológicos con respecto al diseño de baterías. Martínez comenta: «Nuestras actividades han dado lugar a la primera generación de prototipos de estado sólido de 1 Ah, con una densidad energética gravimétrica y volumétrica promedio de 250 Wh/kg y 500 Wh/L, respectivamente». Como pasos futuros, antes de que finalice el proyecto, los desarrolladores pretenden fabricar un prototipo con una capacidad de 10 Ah e integrarlo en un módulo de batería de 24 V. El trabajo en el marco de SAFELiMOVE no solo ofrece mejoras para los propietarios de VE gracias a un mejor rendimiento y seguridad, sino que además fomentará el liderazgo de las industrias europeas gracias a la investigación y el desarrollo en el ámbito del diseño de materiales y baterías. El consorcio del proyecto contó con la participación de investigadores, productores de materiales, fabricantes de baterías y fabricantes de automóviles. Las grandes ambiciones con respecto a los objetivos de sostenibilidad han dado lugar a innovaciones tecnológicas en toda Europa. SAFELiMOVE constituye un ejemplo sobresaliente de cómo estos desarrollos pueden beneficiar simultáneamente al consumidor, al fabricante y al medio ambiente.
Palabras clave
SAFELiMOVE, baterías de litio de estado sólido, diseño de batería, VE, baterías de iones de litio, vehículo eléctrico, electrolito de cerámica y polímero
