Una mayor autonomía en los vehículos eléctricos y teléfonos con una mayor duración. Estos serían solo algunos de los beneficios y usos prácticos que tendría un recubrimiento de cátodo a nivel de partículas desarrollado por científicos de Estados Unidos y que sería clave para extender la vida útil de las baterías de iones de litio, además de aumentar su seguridad.
Según el trabajo realizado por el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos, colaboración con científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, este material permitiría aumentar considerablemente la duración de las actuales baterías.
Si bien las baterías de litio usadas para alimentar automóviles eléctricos, teléfonos celulares y computadoras portátiles, han usado un recubrimiento catódico durante más de 15 años, esto no está exento de limitaciones: solo cubre una pequeña parte del exterior de la partícula del cátodo y no la protege cuando funciona a alto voltaje o a altas temperaturas.
Protección total
El nuevo recubrimiento, hecho con un polímero conductor llamado poli(3,4-etilenodioxitiofeno), al cual le dieron la sigla de PEDOT, representa un gran avance en la tecnología de baterías de iones de litio, ya que protege cada partícula del cátodo, por dentro y por fuera, de la reactividad con el electrolito.
“Esto aumentaría el rango de manejo de los autos eléctricos y aumentaría la duración de la batería de los teléfonos celulares y las computadoras portátiles y, finalmente, cambiaría la forma en que vivimos”, afirmó la investigadora Khalil Amine, del Laboratorio Nacional Argonne.
El PEDOT se aplica utilizando una técnica de deposición química de vapor oxidativa de Argonne, que utiliza gas para garantizar que el recubrimiento se aplique a cada partícula del cátodo, formando una piel robusta.
El recubrimiento convencional ralentiza la difusión de litio dentro y fuera de la partícula del cátodo, disminuyendo la eficiencia de la batería debido a la baja conductividad electrónica e iónica. Por el contrario, el recubrimiento desarrollado por Argonne facilita el transporte de iones de litio y electrones, incrementando la energía de la batería.
Las baterías de iones de litio funcionan a 4.2V a nivel de celda, pero con el nuevo recubrimiento el voltaje puede llegar a 4.6V. Aunque puede parecer una diferencia menor, reduciría drásticamente el desgaste de las baterías. “Este es un avance increíblemente emocionante. Esto podría mejorar significativamente nuestra experiencia con los dispositivos”, puntualizó Khalil Amine, jefe del grupo de Desarrollo de Tecnología de Argonne.
