La nueva química de las baterías promete baterías de iones de litio de alto voltaje más seguras.

Por primera vez, los investigadores que exploran las propiedades físicas y químicas del almacenamiento de energía eléctrica han encontrado una nueva forma de mejorar las baterías de iones de litio. Han logrado aumentar no sólo la entrega de voltaje de una batería de iones de litio, sino también su capacidad para suprimir las condiciones peligrosas que afectan a la autonomía actual de las baterías. Esta batería de iones de litio mejorada podría hacer posibles viajes más largos en vehículos eléctricos y conducir a la creación de una nueva generación de almacenamiento de energía doméstica, ambos con una mayor seguridad contra incendios.

Tomemos un momento para pensar en las baterías. Alimentan prácticamente todos los dispositivos que no están enchufados a la pared, incluso tu coche. Sin embargo, a pesar de su utilidad, la mayoría de la gente sólo les presta atención cuando se quedan sin energía. Pero hay problemas de seguridad con las actuales baterías de iones de litio que pueden dañar el equipo y se sabe que provocan incendios. Los investigadores de la Escuela de Ingeniería y la Escuela de Ciencias de la Universidad de Tokio encontraron una forma de mejorar la seguridad y proporcionar más carga.

“El voltaje de una batería está limitado por su material electrolítico. El disolvente electrolítico de las baterías de iones de litio es el mismo ahora que cuando se comercializaron las baterías a principios de los años 90”, dijo el profesor Atsuo Yamada. “Pensamos que había espacio para mejorar, y lo encontramos. Nuestro nuevo electrolito de fosfato cíclico fluorado (TFEP) mejora enormemente el carbonato de etileno (EC) existente, que se utiliza ampliamente en las baterías de hoy en día”.

El EC es notoriamente inflamable y es inestable por encima de los 4,3 voltios; el TFEP, en cambio, no es inflamable y puede tolerar voltajes mayores de hasta 4,9 voltios. Este voltaje extra en un paquete de idéntico tamaño puede significar que las baterías pueden durar más tiempo antes de necesitar otra carga. A medida que proliferan los vehículos eléctricos alimentados con iones de litio, este alcance y seguridad adicionales sin duda resultarán muy útiles.

“Estamos orgullosos de este desarrollo y su eficacia nos sorprendió un poco. Esto se debe a que la forma en que ideamos el TFEP fue novedosa en sí misma, gracias en parte a nuestra colaboración con el químico orgánico Profesor Eiichi Nakamura”, continuó Yamada. “La mayor parte de la investigación sobre electrolitos es un poco de prueba y error, con ligeras alteraciones en la química básica que rara vez ofrecen alguna ventaja. Nuestro enfoque proviene de una comprensión teórica de las estructuras moleculares subyacentes. Predijimos las propiedades seguras de alto voltaje antes de verificarlas experimentalmente. Así que fue una sorpresa muy agradable.”