Tesla a fabricar baterías de iones de litio

Auto Tesla

Las baterías de iones de litio son populares, pero han estado involucradas en incendios de aviones y su transporte está restringido. Cualquier elemento más reactivo o inestable podría ser peligroso. Sin embargo, dar con la combinación correcta podría dar enormes beneficios.

Los últimos avances son parte de una larga línea de mejoras en la que se trabaja desde hace décadas. Primero había baterías de plomo-ácido, del tipo que todavía se utiliza comúnmente en los automóviles; estas son enormes.

Desarrollo de baterías en los últimos años

Después, quizá recuerde las baterías NiCad (níquel-cadmio). Eran las baterías recargables que anunciaban una nueva era de tecnología portátil: computadoras, teléfonos y similares, al igual que los coches a control remoto de nuestra infancia.

Luego vinieron las baterías NiMH (níquel hidruro metálico) con aproximadamente el doble de capacidad o densidad de energía. Ahora, los dispositivos modernos y los automóviles eléctricos están impulsados por baterías Li-ion o iones de litio.

Y preparémonos para que la tecnología de las baterías tenga nombres cada vez más complicados: LiNiMnCo (óxidos de litio-níquel-manganeso-cobalto), por ejemplo.

Estos materiales tienen propiedades complejas y el trabajo actual es averiguar no solo por qué funcionan estos materiales, sino también cómo funcionan exactamente: la física básica de los electrones que se mueven alrededor de estos materiales.

Baterías de última generación

Actualmente, las baterías que más interesan son de litio-aire, o más apropiadamente, litio-oxígeno, además de baterías de litio-azufre.

Las baterías de litio-oxígeno, si se logra que funcionen bajo todas las condiciones, serán una mejora exponencial respecto las baterías actuales de iones de litio.

Pero aunque la tecnología tiene un potencial revolucionario, los desafíos técnicos de fabricar una batería de litio-aire que funcione de forma regular, fiable y segura, y más que nada durante periodos extensos, son grandes. Hasta ahora, se ha demostrado que los electrodos son inestables.

Tesla patenta una nueva celda de batería de iones de litio

Tesla Motors ha publicado recientemente una patente que muestra nuevos métodos de fabricación de electrodos de níquel-cobalto-aluminio (NCA) para sistemas de baterías recargables que podrían aumentar la vida útil de sus baterías (y ahorrar costos).

Es posible que este sistema dé un impulso al fabricante de coches eléctricos para hacer realidad su batería de más de un millón de kilómetros.

En la patente se incluyen métodos para preparar materiales de electrodos para su uso en baterías recargables de iones de litio, aunque se pueden aplicar a otros tipos de baterías.

Dicho método permite que se produzcan materiales NCA de cristal único sin impurezas que produzcan una “masa muerta” en los electrodos, gracias a un control de temperaturas no demasiado altas durante el proceso y al uso no excesivo de litio para reducir la ‘contaminación’.

Como se señala en la patente, las baterías se calentarían a una temperatura lo suficientemente alta como para permitir el crecimiento de un solo cristal (entre 800 y 950 °C).

Luego, la batería se calentaría por segunda vez a una temperatura inferior al primer ciclo de calentamiento (entre 650 y 760 °C). Los investigadores involucrados en la patente señalan que este proceso ha ayudado a desarrollar un NCA de cristal único libre de impurezas que permitió a las celdas de la batería alcanzar más de 4.000 ciclos de carga.

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