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Electrodos de baterías Li-ion no inflamables y de bajo peso

Se ha desarrollado un nuevo método para fabricar capas cerámicas autosoportadas para baterías, que no incorpora ningún material inflamable. Las capas pueden ser planas con alto espesor o tener otras formas como, por ejemplo, tubos, y cu capacidad de almacenamiento por area puede ser hasta diez veces mayor que los electrodos comerciales.

 

Al contrario que en las actuales baterías, el sobrecalentamiento no sería un problema para los nuevos electrodos (Photoduet / Freepik).Las baterías de ion-litio son, entre las recargables, las más avanzadas actualmente. Pero aun deben mejorar su capacidad de almacenamiento eléctrico. También son sensibles al sobrecalentamiento, que las degrada, las hace propensas a inflamarse y, aunque raras veces, a explosionar. La razón es que los electrolitos de las baterías Li-ion son líquidos que utilizan disolventes orgánicos que se llegan a inflamar si aumenta mucho la temperatura.  Ese riesgo se minimiza con la utilización de nuevos materiales, así como con  mecanismos y circuitos electrónicos de control. No obstante, lo óptimo sería que las baterías no contuvieran materiales inflamables.

Ahora, el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC y la Universidad Carlos III de Madrid han desarrollado un método para fabricar capas cerámicas autosoportadas para baterías que no incorpora ningún material inflamable. Las capas pueden ser planas con alto espesor o tener otras formas como, por ejemplo, tubos.

Con este método se pueden obtener electrodos para baterías, tanto ánodos como cátodos, que contengan sólo material activo, libres de aditivos electroquímicamente inertes. Estas características los hacen adecuados para aplicaciones en las que, además de un alto rendimiento electroquímico, se necesita seguridad, bajo peso y capacidad para trabajar a altas temperaturas. Estos electrodos están especialmente adaptados para su uso en baterías de estado sólido, libre de materiales inflamables.

Adecuados para aplicaciones en las que, además de un alto rendimiento electroquímico, se necesita seguridad, bajo peso y capacidad para trabajar a altas temperaturas

Los científicos han comparado el peso y la densidad de almacenamiento energético entre electrodos comerciales y electrodos fabricados según este nuevo procedimiento. Los resultados muestran que, con electrodos del mismo espesor, la reducción en peso es casi del 40%.  Sin embargo, dicen los creadores, “la ventaja más importante es que permite fabricar electrodos con alto espesor (de 450 a 1000 micrómetros) y que, dependiendo del espesor, los valores de capacidad por unidad de área (mili-amperio hora por centímetro cuadrado) puede ser hasta diez veces superiores a los electrodos comerciales”. Además, al estar libre de aditivos, todo el material de electrodo es electroquímicamente activo.

El método es de bajo coste y puede ser implementado fácilmente en los procesos de fabricación. Sólo requería, en principio, sustituir la etapa inicial de fabricación del electrodo por el nuevo método. El resto del proceso de fabricación de baterías sería similar.

Contacto:

Isabel Gavilanes-Pérez, PhD.
Vicepresidencia Adjunta
de Transferencia de Tecnología
, CSIC.
Tel.: +34 – 93 594 77 00
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Se ha desarrollado un nuevo método para fabricar capas cerámicas autosoportadas para baterías, que no incorpora ningún material inflamable. Las capas pueden ser planas con alto espesor o tener otras formas como, por ejemplo, tubos, y cu capacidad de almacenamiento por area puede ser hasta diez veces mayor que los electrodos comerciales.