MIT desarrolló con éxito una batería de iones de litio de recarga rápida para automóviles

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts han desarrollado una tecnología de tratamiento de superficies para recargar materiales que utiliza nueva tecnología para cargar baterías de iones de litio en segundos.

Una batería de litio suele tardar 6 minutos o más en completarse la carga. Sin embargo, los materiales tradicionales de fosfato de hierro y litio pueden aumentar la velocidad de carga de la batería 36 veces (solo 10 segundos) después del tratamiento de la superficie para formar ranuras a nanoescala.

La batería de litio que usa esta tecnología también tiene una alta velocidad de descarga, por lo que puede usarse para la aceleración de autos híbridos, de modo que la velocidad de los autos híbridos pueda alcanzar la velocidad de los autos que usan motores de gasolina.

El MIT ha patentado la tecnología y la ha licenciado a dos empresas. Los investigadores del MIT dijeron que dado que la nueva tecnología es una mejora de las baterías de iones de litio existentes y no requiere nuevos materiales, los productos comerciales se lanzarán en dos años.

Byoungwoo Kang, un estudiante de doctorado bajo la dirección del profesor GerbrandCeder, dijo que "al tratar la superficie del material de fosfato de hierro y litio, los iones de litio pueden moverse rápidamente hacia el canal y transferirse rápidamente a la terminal".

Hace unos años, cuando Ceder usó una computadora para simular los materiales utilizados en las baterías de iones de litio, descubrió que los iones de litio deberían transmitirse más rápido de lo que se pensaba anteriormente. Después de más estudios de simulación, se descubrió que debido al número limitado de canales en la superficie del material de fosfato de hierro y litio que puede enviar iones de litio al interior del material a granel, la velocidad de transmisión de los iones de litio durante la carga es limitada.

A través de años de experiencia, Kang y Ceder encontraron que el tratamiento superficial de los materiales de fosfato de hierro y litio para generar múltiples ranuras a intervalos de solo 5 nanómetros puede aumentar la velocidad de los iones de litio en 36 veces.

"Al adoptar esta tecnología, la carga de la batería ya no estará limitada por la velocidad de los iones de litio. Esto significa que las baterías de litio posteriores no solo pueden cargarse más rápidamente, sino también descargarse más rápidamente".

Las baterías de iones de litio para teléfonos móviles y otros dispositivos pequeños que utilizan la tecnología podrían recargarse en segundos, dijeron los investigadores. Para la industria emergente de automóviles eléctricos, esto significa que los automóviles eléctricos podrán acelerar a la misma velocidad que los automóviles de gasolina.

La aplicación de la tecnología de carga a los sustratos de baterías de litio existentes y el lanzamiento del producto llevará dos años, tiempo durante el cual los cargadores domésticos para automóviles eléctricos pueden rediseñarse para manejar la rápida transferencia de energía. Para los vehículos eléctricos, la velocidad de carga de las baterías de los automóviles en el hogar está limitada no solo por la batería en sí, sino también por la situación de energía en el hogar del propietario.

Las pruebas realizadas hasta la fecha han demostrado que el fosfato de hierro y litio es tan duradero como el material a granel después del tratamiento superficial con nanómetros, lo que permite una carga y descarga repetidas sin afectar el efecto de carga debido al envejecimiento.

La financiación de la investigación del MIT proviene de la National Science Foundation, el Centro de Ciencia e Ingeniería de Investigación de Materiales y el programa avanzado de baterías de transporte del Departamento de Energía de EE. UU.

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