Investigadores de la Universidad Estatal de Pennsylvania desarrollan una batería para vehículos eléctricos capaz de recargarse en 10 minutos
Redacción.- Los propietarios de vehículos eléctricos pronto podrán entrar a una estación de servicio, enchufar su automóvil, ir al baño, tomar una taza de café y, en 10 minutos, salir con una batería completamente cargada, de acuerdo con un equipo de ingenieros de la Penn State University.
«Demostramos que podemos cargar un vehículo eléctrico en 10 minutos para un rango de 200 a 300 millas«, presumió Chao-Yang Wang, profesor de ingeniería química y profesor de ciencia e ingeniería de materiales, y director del Centro de Motores Electroquímicos. «Y podemos hacer esto manteniendo 2.500 ciclos de carga, o el equivalente a medio millón de millas de viaje«, señaló.
Las baterías de iones de litio se degradan cuando se cargan rápidamente a temperaturas ambiente inferiores a 10ºC porque, en lugar de que los iones de litio se inserten suavemente en los ánodos de carbono, el litio se deposita en picos en la superficie del ánodo. Este revestimiento de litio reduce la capacidad de la celda, pero también puede causar picos eléctricos y condiciones de batería inseguras. Las baterías calentadas por encima del umbral de revestimiento de litio, ya sea por calentamiento externo o interno, no exhibirán revestimiento de litio.
Los investigadores habían desarrollado previamente su batería para cargar a 10ºC en 15 minutos. La carga a temperaturas más altas sería más eficiente, pero largos períodos de alto calor también degradan las baterías. «La carga rápida es la clave para permitir la introducción generalizada de vehículos eléctricos», señaló Wang. Los investigadores se dieron cuenta de que si las baterías pudieran calentarse hasta 60ºC durante 10 minutos y luego enfriarse rápidamente a temperatura ambiente, no se formarían picos de litio y tampoco se produciría la degradación por calor de la batería.
Enfriamiento rápido de la batería
«Llevar esta batería al extremo de 60ºC está prohibido en el ámbito de la batería», apunta Wang. «Es demasiado alto y se considera un peligro para los materiales y acortaría drásticamente la duración de la batería», indicó. El enfriamiento rápido de la batería se lograría utilizando un sistema de enfriamiento diseñado en el automóvil, explicó Wang. La gran diferencia de 60ºC a aproximadamente 24ºC también ayudará a aumentar la velocidad de enfriamiento. «La recarga de 10 minutos se normalizará en el futuro y es esencial para la adopción de vehículos eléctricos porque resuelve el problema de la autonomía», señaló Wang.
Además de reducirse la preocupación por la autonomía, el miedo a quedarse sin energía sin forma ni tiempo para recargar, se añadirá el establecimiento de 2.800 estaciones de carga en Estados Unidos, financiado según Reuters con la multa de más de 2.000 millones de dólares pagada por Volkswagen después de admitir la trampa de emisiones de diesel. Estas estaciones de carga estarán en 500 ubicaciones.
La batería de autocalentamiento utiliza una fina lámina de níquel con un extremo conectado al terminal negativo y el otro extremo extendiéndose fuera de la celda para crear un tercer terminal. Un sensor de temperatura conectado a un interruptor hace que los electrones fluyan a través de la lámina de níquel para completar el circuito. Esto calienta rápidamente la lámina de níquel a través del calentamiento por resistencia y calienta el interior de la batería.
