Baterías

Litio aire, la evolución de las baterías más cerca

Es muy poca la información pero este descubrimiento podría ser crucial y marcar el inicio de una nueva generación de baterías para los coches eléctricos. Se trata de la tecnología del litio aire, un sistema de almacenamiento capaz de multiplicar por diez la capacidad de las actuales y que han tenido en su corta vida útil una gran barrera.

Pero un grupo de investigación de las universidades de Hanyang University (Corea) y la de Roma Sapienza, han publicado los primeros resultados de los experimentos de un nuevo compuesto que permite a las baterías de litio aire disfrutar de una ida útil mucho más larga y que supondría una auténtica revolución en el mundo de la automoción.

Como decimos, son pocos los detalles publicados pero según la nota de prensa, la batería tiene capacidad para funcionar durante al menos 100 ciclos sin mostrar desgaste y con una tasa de 5.000 mAh. A la espera de más detalles de este importante desarrollo, solamente nos queda esperar con la aplicación de esta tecnología en el mundo de la automoción, que ayudará a los fabricantes a diseñar coches con unas autonomías similares a los coches con motor de combustión, y también a dotar a los coches con baterías de mucho menor tamaño

Sobre el papel, además de una mayor densidad energética, las baterías de litio aire necesitan menos compuestos y son más sencillas que las actuales, lo que debería con una producción adecuada, rebajar también los costes de producción finales y dar como resultado baterías más económicas.

Pero como siempre, pueden pasar muchos años antes de ver su aplicación en los modelos comerciales, aunque los rumores indican que ya hay fabricantes probando esta tecnología que estaría mucho más cerca del mercado de lo que podríamos pensar.

Baterías de litio y su cuidado

Tenemos que empezar a perderle el miedo a las baterías en general y en concreto a las de litio porque son mucho más seguras de lo que a muchos nos pueda parecer, solo hay que ver las muy pocas noticias de incendios de las mismas por no decir que la mayoría son provocados para probar hasta donde pueden llegar, y no solo eso si no que además su degradación es prácticamente nula si éstas son bien cuidadas y tratadas. De echo el tema de las baterías de litio es algo muy peculiar ya que podemos recargar en cualquier zona de carga en la que estemos, 30%, 55%, 89%, etc... sin problema alguno, las cargas parciales son sus aliadas.

¿ Pero cuales son estas medidas que hemos de tomar para la larga duración de las mismas ? os las contamos. Llevo haciendo pruebas con una batería de litio durante más de un año y los resultados que he podido obtener son más que sorprendentes, durante todo este tiempo solo ha perdido un 5% de su capacidad, incluso no llega a esta cifra, y se podrá pensar que esta pérdida en cierta medida podría ser algo desastroso, pero para nada porque se podría haber evitado y os cuento el porqué, la batería fue varias veces descargada a tope y sobrecargada durante la prueba en veces distintas.

Una batería de litio a diferencia de las ya menos utilizadas níquel metal hidruro no tiene problemas en ser recargadas infinidad de veces a carga parcial, pero hay cosas que sí tienen en común y estas cosas son la sobrecarga y el defecto de carga de las mismas o la pérdida de voltaje. Esto ya lo hacen de forma automática algunos fabricantes de vehículos eléctricos pero otros no por eso hemos de tener muy claro todo esto que os cuento, de vital importancia si queremos que nuestra tan valiosa batería de litio nos dure todo lo que nos tiene que durar.

En resumen, para que una batería de litio aguante correctamente su ciclo de vida en el vehículo o dispositivo en el que se disponga lo único que debemos hacer es mantenerla siempre entre unos márgenes concretos de carga, como por ejemplo podría ser entre un 20% y un 80%, en este margen de porcentaje tenemos un uso del 60% de la misma, como este margen a priori puede parecer poco podemos usar otros como por ejemplo entre 15% y un 95%, lo cual es algo más apurado pero que nos da un margen del 80% de uso de la misma.

Y nos podríamos preguntar porqué por debajo dejamos un 15% por encima solo un 5% para llegar al 100%, la explicación es muy sencilla, una batería de litio tolera mucho peor un defecto de voltaje en las células que un exceso, si dejamos una batería de litio descargada durante un tiempo corto podremos comprobar como la pérdida de capacidad es muchísimo mayor a si la dejamos cargada completamente, ojo!, son malas las dos cosas por eso hemos de evitar tanto las sobre cargas, intentar no alcanzar nunca el 100%, como lo contrario, nunca dejarla caer por debajo del 15%.

Aunque menos influyente pero no por eso menos importante dependiendo del tipo de tecnología usada para la fabricación, véase las buenas características de las de fosfato de litio, no debemos olvidarnos de la temperatura, de ahí que atendamos a hacer cargas parciales y no completas evitando así calentamientos innecesarios.

¡ Larga vida a nuestras baterías !.

Silicio grafeno, una batería que triplica la densidad de las baterías de litio actuales

Desarrollos de nuevas y milagrosas baterías hemos visto muchos, pero de momento la realidad es que la densidad energética de una celda de litio convencional en el mejor de los casos apenas alcanza los 180 Wh/kg con una capacidad del ánodo de unos 325 mAh. Pero el desarrollador americano California Lithium Battery ha anunciado que está trabajando en una nueva celda compuesta por silicio grafeno que es capaz de multiplicar por tres esas cifras.

La clave está en el uso de unos nuevos materiales para la fabricación del cátodo y el ánodo, que usando silicio grafeno son capaces de lograr una densidad energética de 525 WH/Kg, con una capacidad del ánodo que se dispara hasta los 1.250 mAh/g, lo que supone un incremento del 300% respecto a las baterías actuales, a lo que tendríamos que sumar una vida útil casi ilimitada con nada menos que 5.000 ciclos de descarga profundos.

Uno de los principales problemas a los que se han tenido que enfrentar durante el desarrollo de esta tecnología ha sido que a pesar de que el silicio absorbe el litio diez veces más rápido que cualquier otro ánodo, su problema es la rápida degradación durante el proceso de carga/descarga, algo para lo que CLB ha trabajado en los últimos años para desarrollar un nuevo tipo de ánodo capaz de soportar este proceso sin desgastarse, lo que alargará la vida útil de la batería de forma muy importante.

Lo mejor de todo es que según sus diseñadores, este nuevo tipo de batería ya está listo para llegar al mercado y sustituir a la actual generación de baterías que verían de golpe aumentar sus capacidades el triple de un golpe, lo que realizando una simple regla de tres, supondrá que los actuales coches eléctricos en el mismo espacio podrían llevar baterías que les permitan alcanzar los 500 kilómetros con cada carga.

Por supuesto este tipo de avances no suelen llegar de un día para otro al mercado, y según CLB, la hoja de ruta indica que estas podrían tardar hasta dos años en estar presentes en los primeros dispositivos o vehículos, un tiempo donde se dará comienzo a una pequeña producción que serán usadas en pruebas de campo reales que determinarán si estamos ante una auténtica revolución, o ante otro intento fallido.

Baterías de grafeno, la promesa de recargas mucho más rápidas

Vorbeck es una empresa norteamericana que está desarrollando un nuevo tipo de batería que sustituye el litio por hojas de grafeno, lo que permite reducir uno de los principales problemas de la actual tecnología, los tiempos de recarga, que según sus diseñadores, pasarían de las horas que necesitan actualmente a unos pocos minutos, un sueño que podría convertirse en realidad el próximo año.

La explicación a esta promesa la encontramos en la utilización de grafeno, un nanomaterial que permite unas tasas de transferencia de energía mucho más rápidas que los iones de litio y además de una mayor velocidad añade otra importante cualidad, el grafeno es un elemento químicamente estable lo que ayudará a mantener una buena temperatura y alargar la vida útil de las baterías, según sus creadores, hasta 10 veces la de las actuales.

"Hay muchos problemas con los materiales de la batería en la actualidad: tardan mucho en cargar y descargar, no almacenar demasiada energía, tienen un ciclo de vida menor de lo deseado, y pueden calentarse y cortocircuitarse, causando problemas de seguridad"

La tecnología está preparada y los diferentes fabricantes están estudiando su uso, por lo que en 2012 podríamos ver un importante paso evolutivo de los sistemas de almacenamiento, tanto para nuestros gadgets, como en un futuro no muy lejano, para los coches eléctricos.