Un grupo de investigadores de la Universidad Penn State, en Pensilvania, están desarrollando una batería capaz de recargarse en diez minutos. Aseguran que pueden demostrar la carga de un vehículo eléctrico en diez minutos para un rango de 200 a 300 millas, manteniendo 2.500 ciclos de carga.
Chao-Yang Wang, profesor de ingeniería y director del Centro de motores electroquímicos en Penn State, afirma que «la carga rápida es la clave para permitir la introducción generalizada de vehículos eléctricos”. Wang y su equipo, del Departamento de Ingeniería Mecánica, descubrieron que si las baterías pudieran calentarse a 140 grados F por solo 10 minutos y luego enfriarse rápidamente a temperatura ambiente, no se formarían picos de litio y tampoco se produciría la degradación del calor de la batería.
Degradación de las baterías de iones de litio
Explican que las baterías de iones de litio se degradan cuando se cargan rápidamente a temperaturas ambiente inferiores a 50 grados F porque, en lugar de que los iones de litio se inserten suavemente en los ánodos de carbono, el litio se deposita en picos en la superficie del ánodo. Este revestimiento de litio reduce la capacidad de la celda, pero también puede causar picos eléctricos y condiciones de batería inseguras.
Los investigadores habían desarrollado previamente su batería para cargar a 50 grados F en 15 minutos. La carga a temperaturas más altas sería más eficiente, pero largos períodos de alto calor también degradan las baterías.
La batería de autocalentamiento utiliza una fina lámina de níquel con un extremo conectado al terminal negativo y el otro extendiéndose fuera de la celda para crear un tercer terminal. Un sensor de temperatura conectado a un interruptor hace que los electrones fluyan a través de la lámina de níquel para completar el circuito. Esto calienta rápidamente la lámina de níquel a través del calentamiento por resistencia y calienta el interior de la batería.
Los resultados de la investigación han sido publicados el 30 de octubre en la revista Joule. Este trabajo de investigación ha contado con el apoyo del Departamento de Energía de los Estados Unidos.