Fibra de carbono: Laboratorio estadounidense podría producir baterías de iones de litio más rápidas, seguras y económicas
Investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), en Estados Unidos, avanzan hacia la producción de baterías de iones de litio más rápidas, seguras y económicas, esto, tras superar una de las principales barreras del proceso de fabricación en seco de electrodos.
El hecho podría cambiar la manera en que se producen baterías para vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos, aminorando de forma significativa los costos y riesgos ambientales.
Coin cell
El proceso en seco evita el uso de solventes orgánicos húmedos, que tradicionalmente se utilizan con el fin de fabricar películas de electrodos. Estos solventes implican altos costos, mayor espacio en planta, largos tiempos de producción, alto consumo energético, manejo de residuos y gastos de arranque.
No obstante, las películas secas presentan una desventaja técnica: tienden a rasgarse con facilidad, lo que compromete su integridad y rendimiento.
Para atender este reto, el equipo del ORNL incorporó fibras largas de carbono en la mezcla de los electrodos secos. El resultado fue un material más resistente y flexible. Las baterías de tipo "coin cell" fabricadas con estas nuevas películas demostraron no solo una mayor durabilidad, sino también una mejora en el flujo de electricidad, permitiendo velocidades de carga y descarga más rápidas y reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento.
Fibras largas
“Mientras otros han experimentado con fibras de carbono a nanoescala, somos los primeros en utilizar fibras largas de carbono. Estas fibras, aunque representan solo el 1% del peso total del electrodo, aumentan considerablemente la resistencia mecánica y la eficiencia del transporte electrónico”, manifestó Jaswinder Sharma, científico del ORNL.
Sumado a esto, el uso de fibras largas no solo mejora el rendimiento, sino que también reduce los costos químicos totales. Según Sharma, los ahorros generados por eliminar solventes caros superan ampliamente el costo de las fibras, lo que abre la puerta a una fabricación más competitiva para los productores estadounidenses de baterías.
“Creemos que este es el siguiente paso hacia la adopción generalizada de electrodos procesados en seco. Al simplificar la fabricación y eliminar insumos costosos, esta técnica podría fortalecer la posición de Estados Unidos en el mercado global de baterías”, concluyó Sharma.
