En la actualidad, Las baterías de iones de litio son la solución más común para el suministro de energía móvil. En algunas aplicaciones, sin embargo, llega a sus límites. Esto es especialmente válido para la movilidad eléctrica, donde se desean vehículos ligeros y compactos con amplias gamas. Las baterías de metal de litio pueden ser una alternativa. Se caracterizan por una alta densidad energética, lo que significa que almacenan mucha energía por masa o volumen. Todavía, la estabilidad es un problema, porque los materiales de los electrodos reaccionan con los sistemas de electrolitos convencionales.

Los investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y el Instituto Helmholtz de Ulm para el Almacenamiento de Energía Electroquímica (HIU) han encontrado una solución. Como se informó en Joule , han utilizado una nueva y prometedora combinación de materiales. Pobre en cobalto, El cátodo estratificado rico en níquel (NCM88) alcanza una alta densidad energética. Con el aplicado habitualmente, electrolito orgánico disponible comercialmente (LP30), sin embargo, la estabilidad deja mucho que desear. La capacidad de almacenamiento disminuye con un número creciente de ciclos. Profesor Stefano Passerini, Director de HIU y Jefe del Grupo de Electroquímica para Baterías, explica el motivo:"En el electrolito LP30, las partículas se agrietan en el cátodo. Dentro de estas grietas el electrolito reacciona y daña la estructura. Además, se forma una capa gruesa y musgosa que contiene litio en el ánodo. "Por esta razón, los científicos utilizaron un no volátil, poco inflamable, electrolito líquido iónico de doble anión (ILE) en su lugar. "Con la ayuda de ILE, las modificaciones estructurales en el cátodo rico en níquel se pueden reducir significativamente, "dice el Dr. Guk-Tae Kim del Grupo de Electroquímica para Baterías de HIU.

Capacidad 88 por ciento después de 1000 ciclos

Los resultados:la batería de metal de litio con el cátodo NCM88 y el electrolito ILE alcanza una densidad de energía de 560 vatios-hora por kilogramo (Wh / kg), según el peso total de los materiales activos. Su capacidad de almacenamiento inicial es de 214 miliamperios hora por gramo (mAh g ^-1 ) del material del cátodo. Después de 1000 ciclos, Se retiene el 88 por ciento de la capacidad. La eficiencia Coulombic promedio, es decir., la relación entre la capacidad de descarga y la de carga, es 99,94 por ciento. Como la batería se caracteriza por una alta seguridad, los investigadores han dado un paso importante hacia la movilidad neutra en carbono.