Baterías de estado Sólido / Próximamente...???

Samsung presenta sus baterías de electrolito sólido, un 50% menos voluminosas que las actuales

Investigadores de Samsung han descubierto que, añadiendo una capa de plata-carbono en el ánodo, pueden reducir su espesor y la batería puede soportar mayor capacidad, además de mejorar su seguridad.

DIEGO GUTIÉRREZHYE10 MARZO 2020 - 14:00 H.

Las baterías con tecnología de electrolito sólido apuntan a ser la gran apuesta del coche eléctrico, las baterías llamadas a ofrecer más autonomía en el vehículo, más seguridad y mayor densidad energética. En esta dirección apuntan distintos actores de la industria, incluidos pesos pesados como Samsung. Ahora, investigadores del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung y del Instituto de Investigación y Desarrollo de la firma coreana en Japón han presentado sus últimos avances sobre estas baterías y la perspectiva es halagüeña.

Los investigadores han publicado un estudio la revista Nature Energy sobre sus últimos avances en las baterías con electrolito en estado sólido. Los investigadores de la compañía coreana han desarrollado un prototipo de batería que permitiría a un coche eléctrico tener 800 kilómetros de autonomía por carga, con una vida útil superior a 1.000 ciclos de carga y descarga.

Las baterías de estado sólido utilizan electrolitos sólidos, a diferencia de las baterías de iones de litio que se utilizan en la actualidad, que permiten aumentar la densidad energética y tener baterías más seguras. Sin embargo, los ánodos metálicos de litio que se utilizan en las baterías de estado sólido son propensos a desencadenar el crecimiento de dendritas, las cuales pueden producir efectos secundarios poco deseables que reducen la vida útil y la seguridad de la batería.

Para evitar la creación de dichas dendritas y sus efectos adversos, los investigadores de Samsung han empleado por primera vez una capa de plata-carbono (Ag-C) en el ánodo. Los investigadores descubrieron que añadiendo una capa de Ag-C, la batería podía soportar mayor capacidad, tener una mayor duración y mejoraba su seguridad.

Con sólo 5 µm de espesor (un micrómetro es la milésima parte de un milímetro), esta capa ultra fina de plata-carbono ha permitido reducir el espesor del ánodo y aumentar la densidad volumétrica de energía hasta los 900 Wh/litro. Esto significa que, a igualdad de capacidad, el prototipo de las celdas permite hacer baterías un 50% menos voluminosas que las actuales baterías de iones de litio.

https://www.hibridosyelectricos.com/...022033763.html

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Baterías de litio-vidrio: tres veces más de capacidad energética y vida infinita

El premio Nobel de química John Goodenough está desarrollando junto a la empresa Hydro Québec una batería de litio sólida cuyo electrolito está formado por vidrio y metal, un material inorgánico que aumenta la capacidad energética, la velocidad de carga, la vida útil y la seguridad.

GONZALO GARCÍAHYE09 MARZO 2020 - 14:12 H.


John Goodenough, uno de los tres ganadores del Premio Nobel de Química de 2019 está desarrollando una nueva batería de iones de litio cuyo electrolito sólido está formado por cristales de vidrio mezclado con varios metales. El prestigioso investigador asegura que gracias a este material inorgánico, en su fase final de comercialización, esta batería podría soportar hasta 23.000 ciclos de carga y descarga, lo que supone prácticamente una vida útil infinita.

La empresa que está aportando los fondos para el desarrollo de estas nuevas baterías, Hydro Quebec, ha trabajado ya en otras ocasiones con el investigador estadounidense John Goodenough. El director del centro, Karim Zaghib, afirma que "Hydro-Québec fue la primera compañía en trabajar con baterías de litio reales en 1979". En 1996 trabajó con Goodenough en la comercialización de la batería LiFePo4 similares a las de ion-litio, pero con un cátodo de fosfato de hierro-litio, que han sido muy utilizadas en baterías de 12 voltios y en algunos vehículos eléctricos.

A sus 97 años, y todavía como profesor activo en la Universidad de Texas, Goodenough ha contado con la colaboración de María Helena Braga, profesora de ingeniería en la Universidad de Oporto en Portugal. El electrolito de la batería, que permite que los iones viajen entre los electrodos positivo y negativo, es un vidrio sólido dopado con varios metales. A ello debe su mayor densidad de energía ya que es capaz de almacenar más en menos peso.

La nueva batería de litio-vidrio de sodio “es capaz de alcanzar tres veces la capacidad de almacenamiento de energía de una batería de iones de litio comparable". En un documento publicado en 2018, en el que se referí a esta tecnología, el equipo que la ha desarrollado afirmaba que podría llegar a una vida útil de “hasta 23.000 ciclos de carga y descarga”, admitiendo además carga ultrarrápida. En comparación con ella, las baterías de Tesla desarrolladas por Jeff Dahn capaces son capaces de alcanzar los 4.000 ciclos de carga y descarga manteniendo el 90% de su capacidad energética.


El electrolito polimérico, es un compuesto orgánico con menor potencial que el electrolito sólido inorgánico.

La clave de las baterías sólidas: su comercialización

Las baterías en estado sólido son consideradas el futuro próximo de las baterías de litio, ya que son menos pesadas, más densas y mucho más seguras. Su gran reto está en si es posible su producción en masa a un precio razonable que permita su comercialización.

Los recursos financieros y humanos de una corporación tan grande como Hydro Quebec, cuyo lema es la innovación, junto con los avances logrados por Goodenough y Braga, ofrecen la oportunidad de realizar pruebas exhaustivas sobre estas baterías, lo que abre las puertas para lograr el objetivo de ponerlas en el mercado y ofrecérselas a un amplio abanico de clientes potenciales.

Hydro Québec ya trabaja con Mercedes-Benz

En febrero, Hydro Quebec anunció que está trabajando con Mercedes-Benz en una tecnología de batería de estado sólido diferente a esta, que se conocen como “baterías en estado sólido de segunda generación”, mientras que la nueva batería de litio se considera de “tercera generación”.

Zaghi, explica que la batería de Mercedes emplea un compuesto orgánico que podría ser por ejemplo, un polímero. Sin embargo, la de Goodenough “puede ser de ser de vidrio o de cerámica, en cualquier caso, será un compuesto inorgánico". En este tipo de material, los iones se desplazan de un electrodo a otro más fácilmente. Potencialmente, esto se traduce en una mayor capacidad, una carga más rápida y una mayor vida útil.

Sobre la línea de tiempo para su desarrollo, Zaghi aseguró que durante los próximos dos años se culminará la fase de investigación y desarrollo y se pasará a la prueba de prototipos con el objetivo de escalar los materiales hasta su producción real.

https://www.hibridosyelectricos.com/...151033744.html

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Sion Power confirma los datos comerciales de sus baterías con ánodo de litio metálico, que llegarán a los 420 Wh/kg y 700 Wh/L
Categoría: Baterías
Por Carlos Noya
15/03/2020


Poco a poco los trabajos de los laboratorios que buscan desarrollar mejores baterías están comenzando a terminar sus fases experimentales y afrontar la fase comercial. Es el caso de la norteamericana Sion Power, que ha confirmado las especificaciones finales que tendrán sus baterías con ánodo de litio metálico.

Como recordamos, este sistema cuenta con un ánodo de litio metálico (PLA) descartando el plan inicial de usar un sistema de litio-azufre. Este cambio de estrategia no supondrá el cambio del separador, que seguirá siendo una membrana cerámica-polimérica. Esta membrana es la base de este producto, ya que está diseñada para proteger el ánodo de la degradación y formación de cortocircuitos, típicas de este tipo de batería de gran densidad energética.

Durante las pruebas el equipo de Sion ha logrado desarrollar celdas de 1.8 Ah, que después de 800 ciclos de descarga profundo ha logrado mantener el 70% de su capacidad. Unas celdas que además son compatibles con las recargas ultra rápidas, y en los modelos de prueba han logrado en 15 minutos alcanzar el 100% de capacidad, con una eficiencia del 99.7%.

El resultado según el equipo de desarrollo, son unas baterías que en su fase comercial serán capaces de alcanzar una densidad energética de 420 Wh/kg, y una volumétrica de 700 Wh/L, logrando alcanzar los 450 ciclos a 1C. Unas cifras ligeramente por debajo de las esperadas en un primer momento, pero que suponen un paso adelante enorme respecto a la tecnología actual y que incluso podemos comparar con los 900Wh/L que espera alcanzar Samsung con sus futuras baterías con electrolito sólido, a las que les queda todavía un largo camino por delante para terminar su desarrollo.

Sin duda otro apartado interesante es que desde Sion Power se ha indicado que estas baterías están diseñada para aplicaciones de gran demanda energética y elevadas necesidades de potencia de carga, como los vehículos eléctricos.

Ahora Sion Power comenzará a vender su tecnología a las empresas interesadas en la misma, lo que abrirá las puertas al inicio de las pruebas en condiciones reales en vehículos. Unas celdas que saldrán de una planta piloto que el pasado año han puesto en marcha en Tucson, Arizona, de donde saldrán en breve los primeros prototipos hacia los primeros clientes.

Algo que nos indica que de resultar positivas las pruebas, podríamos comenzar a ver la producción de esta tecnología en un plazo de entre 12 y 24 meses, en una tecnología cuyas capacidades (420 Wh/kg) podemos comparar con los datos de las celdas de Tesla, que en su nueva versión 21700 alcanzan los 247 Wh/kg en celda.

Por lo tanto hablaríamos de aumentar un 70% la actual capacidad de los packs, lo que nos daría como resultado que en el mismo espacio del actual Model 3, donde se almacenan 77 kWh y que le permiten recorrer 560 km de autonomía WLTP, podríamos instalar 130 kWh, lo que permitiría al Model 3 lograr una autonomía WLTP de unos 945 kilómetros WLTP.

En cuanto a la vida útil, si tomamos como referencia los 800 ciclos de carga y descarga hasta llegar al 70% de capacidad (un 30% de degradación) entonces el propio Model 3 habría recorrido un total de 756.000 kilómetros. Una cifra excelente si tenemos en cuenta que los ciclos en laboratorio son profundos, 100% a 0%, lo que representa el peor escenario posible para una batería.

Esto se traduce que en un uso normal, manteniendo la batería habitualmente entre el 20% y el 80%, la vida útil se disparará mucho más allá del millón de kilómetros.

https://forococheselectricos.com/202...comment-829880

La densidad volumétrica está muy bien. Pero lo que realmente se necesita es densidad de masa. Porque de nada sirve meter 200kWh si vas a aumentar el peso 1500 kg.

Las baterías de Sion power tienen muy buena pinta.

Articulo en inglés sobre la batería de Samsung.

https://www.nature.com/articles/s41560-020-0575-z

En foro cuñados me han dicho que el coche eléctrico es una pantomima.

















y que el coronavirus es un resfriado de toda la vida.

No solo samsung, ya hasta general motors está metiendo dinero a mansalva en esto. En 3 o 4 años como muy tarde, super boom. En Enero ya se vendieron en España un 4% de eléctricos puros y enchufables (en Francia el 8, en holanda y suecia el 10+, en islandia el 70...) y todo eso con la esacasa, cara y poco desarrollada oferta actual.

La gran ventaja del electrolito seco es que se reduce la perdida de densidad energética que se produce en las liquidas por medidas de protección para neutralizar los riesgos que produce ese líquido. A igual masa se va a conseguir una densidad máxima similar, pero en automoción, en lugar de estar por debajo del 50% de este máximo se va a poder acercarse a la densidad que se alcanzan en baterías pequeñas con menores protecciones.

Es una gripe ForoCochera. Del pelo de los 30cm.

Pero, ¿Hay mejora en la densidad (de masa)?

muy interesante todo ello, como consumidor. me. alegro que haya varios frentes abiertos, veremos como evoluciona todo ello y cuando llega al. mercado realmente

Y aún falta por saber lo que tienen preparado en Tesla con su "battery day" que llevan meses anunciando.

Volkswagen ya tiene algo preparado:

https://forococheselectricos.com/202...es-el-kwh.html

Y a la espera de las nuevas baterías de Tesla. Antes de las baterías de electrónico sólido les darán una vuelta de tuerca más a las actuales.

En densidad real, NO, en aprovechamiento de la densidad disponible, SI.

La gran ventaja del eléctrolito sólido es que al ser más estable, se puede cargar más la misma batería, se degrada menos y es más estable.

Además se puede reducir el volumen al necesitar menores medidas de seguridad para contener el eléctrolito. Medidas de seguridad que aunque no cuentan como parte del peso para valorar la densidad energética de la celda, forman parte del peso final de la batería.

Tesla está 5 años por delante y en los próximos 10 se va a poner 10 por detrás; o palman dinero a espuertas o se van a mantener 10 años en esta generación de baterías mientras el resto entran al mercado en la siguiente.