Los científicos chinos han aumentado entre 2 y 3 veces la densidad energética y la vida útil de las baterías de litio.

Recientemente, investigadores chinos han logrado superar los cuellos de botella de densidad energética y rendimiento de las baterías convencionales de iones de litio, desarrollando celdas de batería tipo pouch con una densidad energética superior a 600 vatios-hora/kg y baterías modulares con una capacidad de 480 vatios-hora/kg. Estos indicadores de rendimiento mejoran directamente entre 2 y 3 veces la densidad energética y la vida útil de las baterías convencionales de iones de litio existentes.

Con el rápido desarrollo de campos emergentes como el transporte eléctrico, la economía de baja altitud, la electrónica de consumo y los robots humanoides, la demanda de baterías recargables de alta energía y larga duración es cada vez más urgente. La densidad energética es un parámetro fundamental de las baterías, y cómo almacenar más energía reduciendo al mismo tiempo el peso y el tamaño constituye un desafío técnico que investigadores de todo el mundo se esfuerzan por superar.

Las baterías de metal de litio, cuya densidad energética teórica es significativamente superior a la de las baterías convencionales de iones de litio, se consideran una tecnología de baterías de próxima generación capaz de abordar los cuellos de botella de rendimiento y la vida útil de las baterías existentes. Sin embargo, los diseños actuales de electrolitos tienen dificultades para cumplir simultáneamente los requisitos de mejorar la producción de energía y la vida útil en ciclos de las baterías.

Tras años de investigación innovadora y avances técnicos, un equipo de investigación de la Universidad de Tianjin y sus colaboradores ha desarrollado de forma pionera un concepto de diseño «deslocalizado» para electrolitos de baterías de metal de litio de alta energía. Este concepto rompe con la dependencia tradicional del diseño de electrolitos respecto a una estructura de solvatación dominante, logrando mejorar tanto la densidad energética como el rendimiento general. Los resultados de la investigación se publicaron el 13 de agosto en la revista académica internacional Nature.

Hu Wenbin, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Tianjin y líder del equipo, explicó que, mediante esta innovación, el equipo de investigación alcanzó los objetivos de rendimiento de la batería de alta densidad energética «Battery600» y logró con éxito la escalabilidad del paquete de baterías de alta densidad energética «Pack480», sentando una base importante para la futura aplicación de las baterías de metal de litio. Además, la tecnología también presenta una excelente estabilidad de ciclo y seguridad.

Actualmente, aprovechando plataformas nacionales como la Plataforma Nacional de Innovación para la Integración de la Industria y la Educación de la Tecnología de Almacenamiento de Energía de la Universidad de Tianjin y el Laboratorio Nacional Clave de Materiales Funcionales de Metales Preciosos, el equipo está promoviendo activamente la transformación tecnológica y la verificación de aplicaciones de estos resultados. Ya han establecido una línea piloto de producción de baterías de metal de litio de alta energía, que se han aplicado con éxito a tres modelos de vehículos aéreos no tripulados totalmente eléctricos y miniaturizados en nuestro país, aumentando el tiempo de vuelo 2,8 veces en comparación con las baterías existentes.

Según se informa, el equipo ya domina las tecnologías centrales de toda la cadena de las baterías de litio de alta energía, a saber, «materiales-electrolito-electrodo-batería». Todas las materias primas y tecnologías clave pueden controlarse de forma independiente, y el equipo tiene capacidad para producir en masa con una alta consistencia. Se prevé que la producción se ponga plenamente en marcha en la segunda mitad de este año.