Nueva batería de metal-litio resistente al fuego y la explosión

Investigadores de Corea del Sur han desarrollado una batería de metal de litio que ofrece una seguridad contra incendios muy mejorada y una vida útil prolongada.

Esta investigación, basada en la utilización de un "electrolito de polímero sólido de triple capa" es prometedora para diversas aplicaciones, incluidos vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, según el equipo de investigación de la División de Energía y Tecnología Ambiental de la DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology), dirigido por el investigador principal Kim Jae-hyun.

Las baterías convencionales de electrolitos de polímero sólido funcionan mal debido a limitaciones estructurales que impiden un contacto óptimo de los electrodos. Esto tampoco pudo eliminar el problema de las "dendritas", donde el litio crece en estructuras similares a árboles durante repetidos ciclos de carga y descarga. Las dendritas son un problema crítico, ya que un crecimiento irregular del litio puede interrumpir las conexiones de las baterías, provocando potencialmente incendios y explosiones.

Por lo tanto, el equipo de investigación desarrolló una estructura de triple capa para el electrolito para abordar estos problemas. Cada capa cumple una función distinta, lo que mejora significativamente la seguridad y eficiencia de la batería. Este electrolito incorpora "decabromodifeniletano (DBDPE)" para prevenir incendios, "zeolita" para mejorar la resistencia del electrolito y una alta concentración de una sal de litio, "litio bis (trifluorometanosulfonil) imida(LiTFSI)", para facilitar un movimiento rápido de los iones de litio.

El electrolito sólido de triple capa presenta una capa intermedia robusta que aumenta la resistencia mecánica de la batería, mientras que su suave superficie exterior garantiza un excelente contacto del electrodo, facilitando un fácil movimiento de los iones de litio. Esto permite un movimiento más rápido de los iones de litio, mejorando las tasas de transferencia de energía y previniendo eficazmente la formación de dendritas. Este avance se presenta en la revista 'Small'.

El experimento demostró que la batería desarrollada por el equipo de investigación retuvo alrededor del 87,9% de su rendimiento después de 1.000 ciclos de carga y descarga, lo que demuestra una mejora notable en la durabilidad en comparación con las baterías tradicionales, que normalmente mantienen entre el 70% y el 80% de su rendimiento. También puede extinguirse por sí solo en caso de incendio, lo que reduce significativamente el riesgo de incendio. Se espera que esta batería sea aplicable en varios sectores, desde pequeños dispositivos como teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles hasta vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.

El Dr. Kim afirmó: "Se prevé que esta investigación haga una contribución significativa a la comercialización de baterías de metal de litio que utilizan electrolitos [de polímero sólido], al tiempo que proporciona mayor estabilidad y eficiencia a los dispositivos de almacenamiento de energía".