Un grupo de científicos de la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía, ambos ubicados en California (EE.UU.), han rediseñado los colectores para que las baterías de iones de litio sean un 80% menos pesadas, al tiempo que eviten prenderse en un incendio que pueda producirse por un mal funcionamiento de la batería.
Esta tecnología tiene como objetivos extender el rango de conducción de los vehículos eléctricos y evitar que diversos dispositivos estallen en llamas. Al reducir el peso de la batería permitiría reducir el peso en los vehículos eléctricos y podrían almacenar más energía.
Los investigadores fabricaron y probaron colectores de corrientes basados en un polímero liviano llamado poliimida, que es resistente al fuego y soporta las altas temperaturas generadas por la carga rápida de la batería. Además, se incluyó en el polímero un retardante de fuego, fosfato de trifenilo o TPP. Posteriormente, se recubrieron ambas superficies con una capa ultrafina de cobre protegiendo al polímero y al retardante de fuego.
Esos cambios redujeron el peso del colector de corriente en un 80% en comparación con las versiones actuales, lo que se traduce en un aumento de la densidad de energía del 16 al 26% en varios tipos de baterías, y conduce la corriente tan bien como los colectores regulares sin degradación.
Pruebas de incendio
Los científicos expusieron a una llama un encendedor de las baterías fabricadas con los colectores de corriente comerciales actuales, el cual se incendió y se quemó vigorosamente hasta que todo el electrolito se consumió.
En cambio, en las baterías con los nuevos colectores retardadores de llama, el fuego nunca se encendió realmente, produciendo llamas muy débiles que se apagaron en unos pocos segundos y no volvieron a prender incluso cuando los científicos intentaron volver a encenderlo.
Este trabajo ha contado con el apoyo de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del DOE y la Oficina de Tecnologías de Vehículos, en el marco del programa eXtreme Fast Charge Cell Evaluation of Lithium-ion Batteries (XCEL).