El grupo de investigación de baterías avanzadas de Tesla en Canadá, en asociación con la Universidad de Dalhousie, ha publicado un nuevo documento sobre una nueva batería a base de níquel que podría durar 100 años sin dejar de compararse favorablemente con las celdas LFP en carga y densidad de energía.
Tesla estableció su «Investigación avanzada de baterías de Tesla» en Canadá a través de una asociación con el laboratorio de baterías de Jeff Dahn en la Universidad de Dalhousie en Halifax, Canadá, en el 2016.
Dahn ha estado trabajando en las baterías de iones de litio prácticamente desde que se inventaron, por lo que es considerado un pionero en las celdas de batería de iones de litio. Se le atribuye haber ayudado a aumentar el ciclo de vida de las celdas, lo que ayudó a su comercialización.
Ahora su trabajo se enfoca principalmente en un aumento potencial en la densidad y durabilidad de la energía, al mismo tiempo que reduce el costo.
El grupo ya ha producido bastantes patentes y documentos sobre baterías para Tesla. El fabricante de vehículos recientemente extendió su contrato con el grupo hasta 2026, ya que agregó dos nuevos líderes para ser asesorados por Dahn.
Uno de esos nuevos líderes, Michael Metzger, junto con el mismo Dahn y un puñado de doctores en el programa, son los autores de un nuevo trabajo de investigación llamado “Li[Ni 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 ]O 2 como una alternativa superior a LiFePO4 para celdas de iones de litio de bajo voltaje de larga duración” en el Journal of the Electrochemical Society.
El documento describe una química de batería a base de níquel destinada a competir con las celdas de batería LFP en términos de longevidad, al tiempo que conserva las propiedades que a las personas les gustan en las baterías a base de níquel, como una mayor densidad de energía, que permite un mayor alcance con menos baterías para vehículos eléctricos.
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El grupo escribió en el resumen del artículo:
Cristal único Li[Ni 0,5 Mn 0,3 Co 0,2 ]O 2 // Las celdas de bolsa de grafito (NMC532) con solo suficiente grafito para operar a 3,80 V (en lugar de ≥4,2 V) se ciclaron con carga a 3,65 V o 3,80 V para facilitar comparación con LiFePO 4//Células de bolsa de grafito (LFP) sobre la base de un potencial de carga máximo similar y una utilización similar del electrodo negativo. Las celdas NMC532, cuando se construyen solo con suficiente grafito para cargarse a 3,80 V, tienen una densidad de energía que supera la de las celdas LFP y un ciclo de vida que supera con creces el de las celdas LFP a 40 °C, 55 °C y 70 °C. Se demuestra una excelente vida útil a alta temperatura con electrolitos que contienen sal de bis(fluorosulfonil)imida de litio (LiFSI), mucho más allá de los electrolitos LiPF 6 convencionales.
Las celdas mostraron una retención de capacidad impresionante durante una gran cantidad de ciclos.
El grupo de investigación también señaló que la nueva celda descrita en el documento podría durar 100 años si la temperatura se controla a 25 ° C:
La coulometría de ultra alta precisión y la espectroscopia de impedancia electroquímica se utilizan para complementar los resultados de los ciclos e investigar las razones del rendimiento mejorado de las celdas NMC. Las celdas NMC, en particular las balanceadas y cargadas a 3,8 V, muestran una mejor eficiencia coulombiana, menor desvanecimiento de la capacidad y mayor densidad de energía en comparación con las celdas LFP y se prevé que tengan una vida útil cercana a un siglo a 25 °C.
Parece ser, que una de las claves es el uso de un electrolito con sales de litio LiFSI, y el documento señala que los beneficios también podrían aplicarse a otras químicas a base de níquel, incluyendo aquellas sin cobalto o con bajo contenido de cobalto.
Fuente: electrek