El académico Chen Jun y el profesor Zhao Qing de la Universidad de Nankai en China encabezan un equipo que logró desarrollar un nuevo electrolito que puede modificar el rendimiento de las baterías de litio metálico.
Publicado el 25 de febrero en la revista Nature, la investigación da a conocer un sistema basado en solventes de hidrofluorocarburos (HFC) monofluorados que permite obtener densidades energéticas superiores a 700 Wh/kg a temperatura ambiente y cerca de 400 Wh/kg a ?50 °C.
A modo de contraste, las celdas de alto rendimiento regulares, se sitúan cerca de los 250–270 Wh/kg en condiciones normales.
Este progreso tiene su raíz a partir de un rediseño molecular del electrolito, el componente clave que transporta los iones de litio entre ánodo y cátodo. Los solventes convencionales utilizan ligandos basados en oxígeno o nitrógeno, lo que produce una intensa coordinación con el ion litio: ralentiza la transferencia de carga en la interfaz electrodo-electrolito e incrementa el problema en frío.
Prueba exitosa
Los investigadores cambiaron esto por una coordinación flúor-litio (F–Li?), que presenta un vínculo más débil, pero estable, lo que posibilita el movimiento iónico sin perder control químico.
Para conseguirlo, sintetizaron seis solventes y los evaluaron en celdas tipo coin y pouch en un amplio rango térmico. Entre los compuestos ensayados, el electrolito basado en 1,3-difluoropropano (DFP) destacó por su baja viscosidad (0,95 cP), su estabilidad frente a la oxidación por encima de 4,9 V y una conductividad iónica de 0,29 mS/cm a ?70 °C.
Sumado a esto, las celdas tipo pouch respondieron con menos de 0,5 gramos de electrolito por Ah (amperio hora), provocando una elevación de la densidad energética del sistema. Por otra parte, la eficiencia culómbica alcanzó el 99,7% incluso en condiciones de frío extremo.
Aplicaciones y desafíos
«Las baterías de alta energía basadas en este electrolito tienen un amplio potencial de aplicación en vehículos de nueva energía, robots inteligentes, economía de baja altitud y regiones de frío extremo, así como en aplicaciones aeroespaciales», apuntó Chen Jun.
Esta tecnología podría colaborar con la electrificación del transporte en climas fríos, optimizar la viabilidad de aeronaves eléctricas ligeras y drones de larga autonomía, y mejorar el almacenamiento de energías renovables en zonas aisladas donde las temperaturas extremas limitan el uso de baterías comunes.
La alianza con la empresa China Automotive New Energy Battery Technology, proyecta una versión comercial de 500 Wh/kg con más de 1.000 km de autonomía y producción masiva para fines de 2026.
Los responsables añaden que todavía hay desafíos por resolver, como escalar la fabricación de solventes fluorados a volúmenes industriales, ratificar la vida útil en ciclos prolongados y contar con los certificados de seguridad necesarios.
Fuente: Agencia ID.
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