Nuevo avance en cristales únicos podría extender la vida útil de baterías de EV

MadridUna nueva técnica para fabricar materiales monocristalinos podría hacer que los cátodos de las baterías de vehículos eléctricos (VE) duren más. Investigadores de POSTECH y POSCO Holdings N.EX.T Hub descubrieron una manera de mejorar la durabilidad de los cátodos a base de níquel formándolos en cristales grandes y únicos. Este hallazgo, publicado en ACS Materials & Interfaces, representa un paso importante hacia la creación de baterías de VE con una vida útil más prolongada.

Las baterías de litio (Li) son componentes esenciales en los vehículos eléctricos (EVs). Funcionan al mover iones de litio entre el cátodo y el ánodo. Los materiales de níquel (Ni) son muy utilizados en estas baterías porque pueden almacenar gran cantidad de iones de litio. No obstante, los cátodos de níquel convencionales están formados por muchos pequeños cristales que se deterioran y pierden eficiencia con el tiempo y el uso repetido.

El equipo de investigación descubrió que la producción de estos materiales a altas temperaturas genera cátodos de mayor resistencia. Puntos clave incluyen:

• Los cátodos de níquel policristalino tradicionales se degradan con el tiempo.
• La síntesis de monocristales a altas temperaturas mejora su durabilidad.
• La "temperatura crítica" es crucial para obtener monocristales de alta calidad.
• Los monocristales son resistentes a la degradación y prolongan la vida útil de las baterías de vehículos eléctricos.

El equipo trabajó para encontrar la temperatura óptima para producir cátodos de níquel monocristalinos de alta calidad. Experimentaron con diversas temperaturas y descubrieron que fabricar los materiales por encima de una cierta temperatura crítica conducía a la "densificación." Este proceso incrementó el tamaño de grano interno y llenó los espacios vacíos en el material, haciéndolo muy duro y resistente al desgaste.

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Un nuevo método mejora la durabilidad de los cátodos de níquel. El profesor Kyu-Young Park afirmó que su objetivo es crear baterías secundarias más económicas, rápidas y resistentes. Con esto, esperan mejorar el rendimiento y la eficiencia de costo de las baterías para vehículos eléctricos a largo plazo.

Estos descubrimientos podrían transformar la industria de los vehículos eléctricos. Las baterías de mayor duración implican menos reemplazos, lo que puede reducir el costo de tener un EV. Además, el impacto ambiental sería menor debido a la menor cantidad de baterías que desechar y la disminución en la demanda de materias primas.

Esta tecnología podría permitir que los vehículos eléctricos recorran distancias mucho mayores, posiblemente hasta un millón de kilómetros. Esto sería una gran ventaja para los consumidores que aún dudan sobre la autonomía limitada de los autos eléctricos.

Esta investigación revela que en el futuro los vehículos eléctricos tendrán baterías más duraderas y de mejor rendimiento. Mejorar la fabricación de monocristales a altas temperaturas puede aumentar significativamente la vida útil y el desempeño de las baterías de los vehículos eléctricos.