Un nuevo diseño de electrolito respetuoso con el medio ambiente mejora el rendimiento de la batería de metal de litio

Investigadores de ETH Zurich han logrado un avance significativo en la tecnología de baterías de metal de litio que podría aumentar drásticamente la autonomía de los vehículos eléctricos y reducir la frecuencia de carga de dispositivos como los teléfonos inteligentes.

Este nuevo desarrollo se centra en crear un electrolito más ecológico que requiera flúor mucho menos dañino.

Las baterías de metal de litio se consideran el futuro de las baterías de alta energía porque pueden almacenar al menos el doble de energía que las baterías de iones de litio de uso común.

Esto significa que los coches eléctricos pueden viajar el doble de distancia con una sola carga y los teléfonos inteligentes no necesitan recargarse con tanta frecuencia.

Sin embargo, las baterías de metal de litio tienen un gran inconveniente: requieren grandes cantidades de disolventes y sales fluorados en su electrolito líquido para funcionar correctamente.

El flúor es perjudicial para el medio ambiente, lo que hace que estas baterías sean menos respetuosas con el medio ambiente.

Sin flúor, las baterías son inestables, dejan de funcionar después de algunas cargas y son propensas a sufrir cortocircuitos, sobrecalentarse e incluso incendiarse.

La profesora Maria Lukatskaya y su equipo de investigación en ETH Zurich han desarrollado un nuevo método que reduce drásticamente la cantidad de flúor necesaria en las baterías de metal litio.

Este nuevo enfoque no sólo hace que las baterías sean más respetuosas con el medio ambiente, sino que también mejora su estabilidad y rentabilidad.

Su trabajo fue publicado en la revista Energy & Environmental Science y solicitaron una patente.

El flúor del electrolito ayuda a formar una capa protectora alrededor del litio metálico en el electrodo negativo de la batería.

Esta capa es crucial porque evita reacciones en curso entre el litio y el electrolito, que de otro modo agotarían el electrolito y provocarían que la batería fallara.

Sin una capa estable, se pueden formar bigotes de metal de litio llamados dendritas durante la carga, lo que podría provocar cortocircuitos e incendios.

El nuevo método de los investigadores utiliza atracción electrostática para llevar flúor a la capa protectora. Esta técnica requiere sólo un 0,1% en peso de flúor en el electrolito, que es 20 veces menos que los métodos anteriores.

Uno de los principales desafíos fue encontrar la molécula adecuada que pudiera transportar el flúor y luego descomponerlo en las condiciones adecuadas una vez que alcanzara el litio metálico. La ventaja de este método es que puede integrarse fácilmente en los procesos de producción de baterías existentes sin costes adicionales.

El equipo probó su método con baterías del tamaño de una moneda en el laboratorio. El siguiente paso es ampliar el proceso y probarlo en celdas de bolsa más grandes, como las que se utilizan en los teléfonos inteligentes. Si tiene éxito, este nuevo diseño de electrolito podría conducir a baterías de metal de litio más ecológicas y eficientes, beneficiando tanto al medio ambiente como a los consumidores.

Este avance nos acerca a un futuro en el que los vehículos eléctricos puedan viajar más lejos con una sola carga y nuestros dispositivos requieran recargas menos frecuentes, todo ello siendo más respetuosos con el planeta.