En un avance significativo en el campo de la tecnología de baterías, científicos chinos han desarrollado un nuevo electrolito que permite a las baterías de iones de litio funcionar de manera eficiente en temperaturas extremadamente bajas, llegando hasta los -80ºC. Este desarrollo representa una solución a los problemas relacionados con la operación y carga de baterías para su uso en vehículos eléctricos y aviación bajo condiciones climáticas extremas.
Un Electrolito Innovador para Condiciones Extremas
El equipo internacional liderado por Fan Xiulin, profesor de la Universidad de Zhejiang, ha logrado un hito en la tecnología de baterías al crear un electrolito que facilita la carga y operación de baterías de iones de litio en temperaturas tan bajas como -80 grados Celsius. Este logro no solo mejora la viabilidad de las baterías en climas fríos extremos sino que también abre la puerta a la creación de baterías de alta energía capaces de funcionar bajo condiciones adversas.
Los investigadores descubrieron un mecanismo de transporte de iones previamente desconocido en las baterías, lo que podría sentar las bases para el desarrollo de baterías de alta energía que operen en condiciones extremas. Según el South China Morning Post (SCMP), estas baterías podrían ser útiles en una variedad de campos, incluyendo telecomunicaciones, trenes, exploración ártica, aviación y vehículos eléctricos.
Avances en Baterías de Iones de Litio
Crear baterías de iones de litio adecuadas para ambientes de baja temperatura ha sido un desafío debido a la dificultad para lograr un equilibrio entre alta densidad energética, amplio rango de temperatura operativa y capacidades de carga rápida. Para superar este reto, el equipo desarrolló un electrolito compuesto por moléculas de solvente diminutas que permiten características de batería “inaccesibles” con los diseños de electrolitos actuales. Según su investigación, el electrolito facilitó la carga ultra rápida en ambientes fríos, permitiendo a las baterías de iones de litio operar con gran capacidad y estabilidad en temperaturas de hasta -80 grados Celsius, y la batería podría cargarse al 80% de su capacidad en solo 10 minutos a temperaturas extremadamente bajas.
Un Electrolito Innovador Mejora el Rendimiento de la Batería
Tras cuatro años de investigación y pruebas con muchos solventes a lo largo de un amplio rango de temperaturas, el grupo utilizó un solvente conocido como fluoroacetonitrilo para crear un electrolito. Este descubrimiento facilitó un modo de movimiento estructural previamente desconocido dentro de las baterías, denominado «transporte por canal de ligando», en el que pequeñas moléculas de solvente en el electrolito forman dos capas envolventes alrededor de los iones de litio y construyen canales para el viaje de los iones.
Este mecanismo de conducción facilitado por el canal de ligando hace posible las baterías de alta energía que funcionan en ambientes hostiles, permitiendo al electrolito tener una conductividad iónica 10,000 veces mejor a -70 grados Celsius que los electrolitos estándar.
Aunque este avance es prometedor, el equipo señala que la investigación aún tiene limitaciones y se requerirá más investigación para garantizar que el electrolito pueda funcionar adecuadamente dentro de un diseño de batería tradicional. Este desarrollo abre nuevas posibilidades para el uso de vehículos eléctricos y dispositivos en regiones extremadamente frías, marcando un paso importante hacia la superación de las limitaciones de temperatura que enfrentan las baterías de iones de litio actuales.