En un avance significativo para la movilidad eléctrica, se ha desarrollado el primer prototipo de batería de iones de litio libre de cobalto de gran formato en España. El prototipo ha sido desarrollado a través del proyecto Cobra y actualmente se encuentra en fase pre-comercial. La investigación está liderada por el Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC), en colaboración con CIDETEC Energy Storage y 17 socios europeos.
El proyecto Cobra se desarrolla desde enero de 2020 hasta julio de 2024 y está fabricando 200 celdas para el montaje de una batería completa. Este prototipo pretende ser escalable a medio plazo, facilitando el camino hacia la comercialización para los fabricantes. La investigación está cofinanciada con cerca de 12 millones de euros del programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea.
Un logro clave de este prototipo es la eliminación del cobalto, un material muy contaminante, de su proceso de fabricación. El cobalto hace que las baterías funcionen con una mayor durabilidad y ciclos de carga más rápidos. Por ello, sustituir este metal es un gran reto que responde a las carencias de las baterías de los vehículos eléctricos.
La innovación desarrollada por investigadores de varios centros europeos de primer nivel se ha centrado en el desarrollo de una composición catódica libre de cobalto. Este avance es un paso hacia la creación de las baterías que puedan ser competitivas a nivel de mercado.
En su caso, el proyecto Cobra ha permitido la transición de material catódico libre de cobalto del laboratorio a celdas de tamaño semi-industrial. Esta transición permite el análisis del rendimiento en condiciones más realistas, con el objetivo de mejorar la potencia de carga y la ciclabilidad del prototipo, según los expertos.
Mejoras en el diseño y los componentes de las baterías
Ante el reto de optimizar cada uno de los componentes que componen el sistema de la batería, el trabajo desarrollado por el centro de investigación ha llevado al descubrimiento de nuevas formulaciones de electrodos a partir de silicio reciclado procedente de paneles fotovoltaicos, lo que alinea esta tecnología con los niveles exigidos por Europa en materia de reciclaje y sostenibilidad.
Los investigadores del proyecto afirman que están consiguiendo una tasa de reciclaje de entre el 90 y el 95% para los componentes que componen la célula a la vez que aumentan los niveles de seguridad de toda la cadena de valor. Esto incluye mejoras en los componentes, las celdas electroquímicas, los sistemas de control equipados con sensores y el ensamblaje final del paquete de baterías.
El diseño basado en la innovación integrará un nuevo sistema de control que cuenta con capacidades de comunicación inalámbrica, sensores avanzados y algoritmos sofisticados. Estas mejoras son cruciales para aumentar la seguridad de las baterías, permitiéndoles detectar cambios de temperatura y posibles fugas de gas, así como mejorar la eficiencia general de la batería.
La etapa de desarrollo del prototipo se encuentra actualmente entre los niveles 5 y 6 en la escala Technology Readiness Level (TRL), que evalúa la madurez de una tecnología, donde el nivel 1 representa la forma más básica, y el nivel 9 indica la fase más madura.