La batería ha dejado de asfixiarse

Científicos del Instituto Coreano de Tecnología Química (KRICT) han anunciado un método para mejorar el rendimiento de las baterías de iones de litio, que alimentan coches eléctricos, portátiles, drones, robots y muchos otros dispositivos.

Los investigadores añadieron una pequeña cantidad de nitruro de carbono similar al grafito al cátodo de la batería. El cátodo es uno de los dos electrodos de la batería. Durante la carga, los iones de litio se desplazan desde el cátodo, a través del electrolito, hasta el ánodo; cuando se utiliza la batería, se mueven en sentido contrario y generan corriente eléctrica.

El problema aparece cuando los fabricantes intentan aumentar la energía almacenada en una batería sin cambiar su tamaño ni su peso. Una opción es hacer el cátodo más grueso. Sin embargo, a los iones de litio les cuesta más atravesar esa capa, por lo que la batería tiene más dificultades para entregar rápidamente la energía almacenada. Con una demanda elevada, esto reduce la energía que realmente puede suministrar: una misma cantidad de energía suele rendir menos cuando se extrae deprisa que cuando se consume lentamente.

El aditivo probado por el equipo del KRICT debería facilitar el movimiento de los iones a través de un cátodo grueso. En las pruebas de laboratorio, la capacidad disponible bajo una descarga intensa aumentó un 166 %. La densidad de potencia —la cantidad de energía que una batería puede suministrar en relación con su volumen o peso— se multiplicó hasta por 2,85.

Estas cifras no significan que la capacidad nominal de una batería corriente haya aumentado automáticamente un 166 %. Se refieren a su capacidad para mantener la entrega de energía durante más tiempo cuando un dispositivo la exige en grandes cantidades y en poco tiempo. Dicho de otro modo, la batería se viene menos abajo cuando se la somete a una carga intensa.

En un coche eléctrico, esto podría traducirse en una aceleración más potente y en la capacidad de mantener una potencia elevada durante más tiempo sin afectar tanto a la autonomía. Los sistemas domésticos de almacenamiento de energía podrían alimentar con más estabilidad aparatos de gran consumo, como una lavadora, que genera picos de demanda.

Los dispositivos compactos también podrían beneficiarse. Un dron puede necesitar un pico repentino de potencia para despegar o maniobrar, y un portátil para juegos o trabajo puede exigir de pronto más energía al ejecutar una tarea pesada. En situaciones así, la nueva modificación química podría ayudar a la batería a responder mejor a la demanda.

En el futuro, esta tecnología también podría permitir el uso de cátodos más gruesos y, con ello, aumentar la capacidad real de la batería manteniendo las mismas dimensiones. Pero el estudio descrito aún no ha comprobado esta ventaja. El siguiente paso es ampliar el método y probarlo más allá de las muestras de laboratorio.

El presidente del KRICT, Shin Seok-min, afirmó que el método podría aplicarse a los coches eléctricos, los sistemas de almacenamiento de energía y la robótica. Se considera especialmente prometedor para los grandes sistemas de baterías, donde puede haber más espacio físico y es fundamental mantener un suministro estable de alta potencia.