El centro de investigación vasco CIC energiGUNE investigará el desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación de baterías a través de la técnica del láser pulsado. Este trabajo se enmarca en el proyecto europeo PULSELiON, que aspira a desarrollar un proceso de producción que mejore la seguridad y la densidad de energía de las baterías de estado sólido y abra la puerta a una producción a gran escala de este tipo de dispositivos.
El proyecto PULSELiON, en el que participa CIC energiGUNE junto a otras 15 entidades europeas, tiene como objetivo desarrollar un proceso de fabricación para baterías de estado sólido de Generación 4b que se basan en un ánodo de metal de litio, un electrolito sólido de sulfuro y un cátodo NMC rico en níquel.
Deposición por láser pulsado
A través de una novedosa técnica de deposición por láser pulsado, ya desarrollada por el socio del proyecto Pulsedeon, se adaptará y modificará en un proceso de vacío de un solo paso para la fabricación segura y eficiente de componentes de ánodo compuestos de metal de litio, capas protectoras y electrolitos sólidos a base de sulfuro.
Inicialmente, las capas de ánodo y cátodo se desarrollarán a pequeña escala para fabricar celdas de tipo botón y celdas monocapa, optimizando así los materiales y el proceso. Posteriormente, las celdas de estado sólido se desarrollarán mediante rutas de procesos optimizadas y se escalarán a baterías de estado sólido de 10 Ah mediante una prueba de concepto de línea piloto que incluye el ensamblaje de varias unidades. Además, se incorporará la digitalización en el modelado de procesos, lo que permitirá una eficiente optimización del proceso.
Baterías de alta eficiencia para 300 millones de vehículos eléctricos
En todo este desarrollo está muy presente la apuesta de la Unión Europea para obtener un modelo de batería de alta eficiencia y rendimiento que posibilite alcanzar el objetivo de disponer de un parque de 30 millones de vehículos eléctricos en Europa para 2030. Hay que recordar, en este sentido, que los electrolitos de estado sólido permiten superar las limitaciones actuales de las celdas de batería en términos de voltaje y seguridad -reduciendo el riesgo de formación de dendritas de litio- lo que conduce a una mayor estabilidad térmica y electroquímica.
El consorcio PULSELiON, que celebró su reunión inicial el pasado 28 de septiembre en la sede del líder del proyecto (RISE-Research Institutes of Sweden) en Estocolmo, cuenta con la presencia de dos representantes de la Alianza Vasca de I+D BRTA (CIC energiGUNE e Ikerlan). El trabajo de CIC energiGUNE en PULSELiON pasa por liderar el grupo de trabajo de ‘Optimización de procesos e interfases a escala de laboratorio’, además de participar en los paquetes de trabajo de ‘Fabricación de celdas pequeñas y grandes’ y ‘Pruebas de celdas y seguridad’.