Mejores baterías de litio para impulsar los vehículos eléctricos

El desarrollo de VE para el sector del transporte ocupa un lugar destacado en la lista de prioridades de la UE con vistas a la recuperación económica en el marco de la Iniciativa europea por unos coches verdes. Entre los escollos a sortear está aumentar la durabilidad y la seguridad y reducir el peso, el volumen y el coste de las baterías.

Las pilas de iones de litio convencionales están muy extendidas ya, pero algunos consideran que su densidad de energía es demasiado baja para el sector del transporte, mientras que otros opinan que son demasiado caras o que no cumplen las normas medioambientales y de seguridad. En consecuencia, los socios del proyecto EUROLIION (High energy density Li-ion cells for traction) desarrollaron baterías de iones de litio novedosas que combinan una alta densidad de energía con un bajo coste y una mayor seguridad.

Las ventajas buscadas se consiguieron cambiando los materiales. La nueva batería incorpora un innovador ánodo (electrodo negativo) de silicio (Si), nuevas sales de bajo coste y un cátodo (electrodo positivo) basado en hierro o manganeso/níquel modificado. Esos materiales empleados en los electrodos son más baratos y pueden almacenar densidades de carga superiores a las de los electrodos convencionales. También requieren un voltaje de trabajo mayor para aumentar la densidad energética de la batería.

Los socios participantes definieron nuevas formulaciones para sintetizar materiales de nano-Si para el electrodo negativo, así como distintos ligantes y aditivos. Construyeron pilas de iones de litio cuyo electrodo positivo cuenta con litio, níquel y manganeso. Con una nueva sal bien purificada como electrolito, los electrodos de nano-Si mostraron una retención de la capacidad satisfactoria. Se sintetizaron asimismo más sales de litio, que se ensayaron y se purificaron aún más puesto que se vio que algunas degradaban el electrodo positivo.

Los investigadores fabricaron y ensayaron veinte baterías cilíndricas con electrodos comerciales de fosfato de hierro y litio (LFP) y grafito y veinte baterías con electrodos de LFP y nano-Si. Estas pruebas se efectuaron con fines de modelización de las baterías, y la evaluación de la seguridad se hizo conforme al procedimiento de prueba. Por último, se realizó una simulación de un vehículo completo.

El trabajo realizado dentro del proyecto EUROLIION ha allanado el camino para el uso generalizado de VE mediante el desarrollo de baterías recargables más eficientes, baratas y seguras hechas con materias primas abundantes. Ello podría sentar las bases para construir en Europa una industria de primer nivel mundial de baterías para automóviles y contribuir a ampliar el mercado de los VE en todo el planeta.