Hoy en día, la capacidad de carga rápida de los dispositivos de almacenamiento de energía es esencial para las aplicaciones en vehículos y redes eléctricas. Una carga y una descarga más rápidas, o una mayor densidad de energía que dé lugar a baterías más compactas y ligeras: a menudo hay una especie de «equilibrio» entre ambas cosas. No todos los coches ni las baterías están preparados para esto. Por eso se buscan nuevos materiales en todo el mundo.
Investigadores de la Universidad de Twente, en los Países Bajos, han desarrollado una célula experimental de batería de iones de litio que usa por primera vez un material totalmente nuevo, el niobato de níquel, como nuevo material intrínseco de ánodo de alta velocidad.
Según los investigadores, el novedoso diseño del electrodo permite cargar a una velocidad 10 veces superior a la de los dispositivos actuales.
El nuevo material, el niobato de níquel, parece tener propiedades muy atractivas, e incluso después de muchos ciclos de carga ultrarrápida, vuelve a su nivel original. El niobato de níquel presenta una atractiva estructura cristalina «abierta y regular» con canales idénticos y repetitivos para el transporte de la carga.
El equipo de investigación probó las primeras celdas de baterías completas con el nuevo material de niobato de níquel en el ánodo para varios materiales de cátodo existentes también.
Los resultados mostraron que las baterías con el nuevo ánodo ofrecían velocidades de carga ultrarrápidas 10 veces más rápidas que las actuales baterías de iones de litio con el material de ánodo estándar, el grafito.
El niobato de níquel también es más compacto que el grafito, por lo que tiene una mayor densidad energética «volumétrica».
El equipo también informa de que el nuevo material tiene una alta capacidad de unos 244 mAh g-1. Su capacidad es del 81% tras 20.000 ciclos.
Llegan a la conclusión de que esta versión sería ideal para introducirla en una red energética, en máquinas eléctricas que requieran una carga y descarga rápidas, o en el transporte pesado con motor eléctrico. Sin embargo, habrá que seguir investigando y resolviendo problemas para utilizarla en coches de propulsión eléctrica.
Más información: onlinelibrary.wiley.com (texto en inglés).
Vía www.utwente.nl
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[Información e imágenes tomadas de ecoinventos.com]