Gracias a la nueva tecnología de batería, los autos eléctricos se cargan mucho más rápido en el frío

Carbonato de litio

5 de abril de 2025 17:34
Robert Klatt

Los automóviles eléctricos se cargan muy lentamente a bajas temperaturas y pierden el alcance. La optimización de las baterías de iones de litio puede dejar la velocidad de carga en las subemperaturas.

Ann Arbor (EE. UU.). Las baterías de iones de litio hechas de automóviles eléctricos solo se pueden cargar lentamente a bajas temperaturas. Los investigadores de la Universidad de Michigan (UMICH) ahora han desarrollado una nueva técnica que reduce significativamente los tiempos de carga durante menos grados y aumenta el rango.

"Vemos este enfoque como un método que los fabricantes de baterías podrían adoptar sin cambios importantes en las fábricas existentes. Por primera vez, mostramos una forma de permitir una carga extremadamente rápida a bajas temperaturas, sin afectar la densidad de energía de la batería de iones de litio".

Según los científicos, las baterías de iones de litio con el nuevo método pueden cargarse cinco veces más rápido a temperaturas de hasta menos diez grados Celsius que antes. Las baterías optimizadas de iones de litio han retenido el 97 por ciento de su capacidad original en las pruebas después de 100 ciclos de carga rápida.

Movimiento de los iones en frío

En las baterías de iones de litio, los iones de litio se mueven entre dos electrodos al cargar y descargar a través de un electrolito líquido. Este proceso funciona significativamente más lentamente a bajas temperaturas y la velocidad de carga y los rangos disminuyen. Por lo tanto, muchos fabricantes de automóviles usan electrodos más gruesos que aumentan el rango, pero ralentizan la velocidad de carga.

Por lo tanto, los investigadores de UMICH han desarrollado alrededor de 40 micrómetros en el pasado que se incorporan al ánodo. Al cargar, los iones de litio también pueden acoplar dentro de la electricidad, y los iones de litio funcionan mucho más rápido a temperatura ambiente.

Sin embargo, en el caso del frío, estos canales no han aumentado la velocidad de carga porque una capa química se forma en la superficie del electrodo si reaccionan con los electrolitos. Los investigadores comparan este proceso con mantequilla fría.

"Puede cortar un cuchillo, pero es mucho más difícil. Si intenta cargar a través de esta capa rápidamente, el metal de litio se almacena en el ánodo como un atasco de tráfico".

"Esta deposición evita que se cargue todo el electrodo. Esto reduce la capacidad de energía de la batería nuevamente".

Recubrimiento hecho de carbonato de litio de litio

Según la publicación en la revista Joule, los investigadores han desarrollado un recubrimiento hecho de carbonato de litio, lo que evita el desarrollo de la capa inquietante. En combinación con los canales, las baterías de iones de litio se cargan hasta cinco veces más rápido en las subemperaturas.

"Con la interacción de la arquitectura 3D y la clase de borde artificial, también podemos resolver el triple problema de la carga rápida en el caso de frío y largo alcance".

Los científicos ahora están trabajando para ejecutar su desarrollo en un proceso de fabricación listo para series. En el futuro, los automóviles eléctricos deberían poder cargarse significativamente más rápido a bajas temperaturas y lograr un rango más alto que los modelos actuales.

"Cargar una batería de automóviles electrónicos dura de 30 a 40 minutos, incluso con métodos de carga rápida. En invierno, esto puede extenderse a más de una hora. Queremos resolver este problema".

Joule, doi: 10.1016/j.joule.2025.101881