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Ánodos de Grafeno-Silicio ya Disponibles en el Mercado
por
Luis González
11 Abril, 2013
del Sitio Web
ForoCochesElectricos
XG Sciences, un productor de derivados del grafeno con base en
Michigan ha lanzado al mercado un nuevo ánodo para baterías de
litio
que puede llegar a triplicar la capacidad de las actuales baterías
con ánodo de grafito.
El nuevo material es un compuesto de
grafeno y
silicio que mejora la
capacidad de carga del ánodo y que mejorara también la durabilidad
de las baterías permitiendo a la vez recargas mas rápidas.
Hace tan solo un par meses anunciábamos la
inminente llegada del grafeno a las baterías comerciales.
La idea es utilizar el grafeno
para estabilizar partículas de silicio, que gracias a su gran
capacidad de alojar átomos de litio son capaces de lograr una
capacidad del ánodo de 1 250mAh/g, que supone multiplicar por 4 la
capacidad del ánodo de las baterías actuales y se traduce en una
densidad energética de 525Wh/kg, tres veces más que las baterías de
ion-litio convencionales.
Los resultados adelantados por XG Science llevan la capacidad del
ánodo hasta los 1 500 mAh/g, aunque la capacidad final de las
baterías dependerá también de la combinación usada para el cátodo,
según ha informado Rob Privette, vicepresidente de la compañía.
El
ánodo presenta una buena reversibilidad y estabilidad a lo largo de
los ciclos de carga y descarga.
El compuesto se produce utilizando un método patentado que emplea
materias primas de bajo precio y que puede llevarse a cabo a gran
escala.
Está compuesto por nanopartículas de silicio intercaladas en
nanoplaquetas de grafeno, una aglomeración de unas pocas láminas de
grafeno con tan solo unos nanómetros de grosor y diámetros por
encima de las micras con excepcionales propiedades mecánicas y
eléctricas.
El logro de XG Science ha sido producir un material que puede ser
aplicado en el proceso actual de producción de baterías.
La empresa,
que recibió hace unos años el apoyo del Departamento de Energía
estadounidense, ya está trabajando con productores de baterías para
adaptar su nuevo material a los requisitos de cada fabricante.
Los avances en las baterías empiezan a adelantarse a las
predicciones de los propios fabricantes y científicos y tal vez
podamos tener muy pronto baterías con el triple de capacidad para el
mismo tamaño y peso que las actuales montadas en vehículos
eléctricos con autonomías muy cercanas a las de los coches de
gasolina.
Baterías de Iones de Litio y Silicio-Grafeno -
Casi Listas para Comercializar en EE.UU. en 2014
26 Febrero 2013
del Sitio Web
MotorPasionFuturo
En diciembre de 2011 os hablamos en detalle de las
baterías de iones de litio y silicio-grafeno,
pues eran una línea de investigación muy prometedora en cuanto a
baterías para vehículos eléctricos, pues tenían mucha más capacidad
y se podían recargar mucho más rápido.
Pues bien, parece que hay buenas noticias al respecto.
El
Laboratorio nacional Argonne del
Departamento de energía de los EE.UU. y la compañía
CalBattery, fabricante californiano
de baterías de litio, han firmado un acuerdo de licencia para
producir ánodos de silicio-grafeno para baterías de iones de litio.
CalBattery espera poder comercializarlo
en 2014.
La solución final estable y duradera a la que han llegado para pasar
a producción se tiene que conformar con cifras no tan espectaculares
como cuando estaba en fase de investigación, pero aún así estas
nuevas baterías de iones de litio y silicio-grafeno suponen un
importante avance.
Su densidad energética es de unos 525 Wh/kg.
Si consideramos que la densidad normal de las actuales baterías de
iones de litio suele estar en torno a 140 a 160 Wh/kg, la capacidad
de acumulación de estas nuevas baterías es unas 3,5 veces superior.
Esto significaría que teóricamente
podríamos suponer que un coche eléctrico como el Nissan LEAF 2013
que ahora tiene 199 Km. de autonomía (NEDC) podría tener más de 650
Km. con este nuevo tipo de baterías (aproximadamente, pues habría
que comprobar también la densidad por volumen).
Aunque los avances en baterías quizás no lleguen tan rápido ni sean
tan revolucionarios como algunos se esperan, hay que pensar que las
mejoras van llegando:
algunos coches eléctricos “de lujo”
hoy en día ya montan baterías con unos 250 Wh/kg y de manera más
experimental algunos fabricantes llegan a ofrecer baterías de
400 Wh/kg (nada baratas, pero ahí están).
Y con esta noticia sabemos que en poco
más de un año tendremos ya baterías de 525 Wh/kg.
Los Avances en Baterías de Ion-Litio
Llegan al Mercado
por Luis González
26 Febrero, 2013
del Sitio Web
ForoCochesElectricos
Hace 4 meses nos llegaba la noticia de un
nuevo material para el
cátodo, el silicio-grafeno, que auguraba grandes mejoras para las
baterías de ion-litio:
multiplicar por tres la capacidad de las
tecnologías actuales y extender la vida de las baterías hasta de los
5000 ciclos de descarga profundos.
Sus creadores decían entonces que
el producto estaba listo para salir al mercado, pero calculaban que
tardarían 2 años en tenerlo listo.
Sin embargo, dada la gran demanda del mercado de baterías, tanto
para aparatos electrónicos como para coches eléctricos e híbridos,
el proceso de salida al mercado se ha acelerado y se espera que esté
listo para su comercialización en los Estados Unidos en 2014,
gracias a un acuerdo entre el departamento de energía estadounidense
y la empresa de baterías californiana California Lithium Battery (CalBattery).
CalBattery fue en su día la encargada de combinar los avances en
materiales para baterías de ion-litio con el nuevo ánodo de
silicio-grafeno desarrollado por
el laboratorio nacional Argonne del
departamento de energía.
En Octubre del año pasado dieron a conocer
los resultados de un test independiente que demostraba que usando
silicio-grafeno son capaces de lograr una densidad energética de
525Wh/kg, con una capacidad del ánodo que se dispara hasta los
1.250mAh/g, lo que supone multiplicar por 3 las densidades
energéticas y por 4 la capacidad del ánodo de las baterías actuales.
Para ello Argonne deposita nanoparticulas de silicio entre las capas
de grafeno usando una avanzada técnica de deposición en fase gaseosa
que evita los problemas relacionados con los cambios de volumen en
los métodos tradicionales permitiendo el uso de silicio, que tiene
una capacidad de absorción de átomos de litio 10 veces superior a
los materiales usados en los ánodos convencionales.
Por otro lado,
Showa Denko K.K. (SDK) ha comenzado la producción en
masa de su resina “polysol LB Series” para baterías de ion-litio.
El Polysol presentado por SDK es una resina acuosa, que además de
suponer un impacto menor para el medio ambiente durante su
producción y una reducción de gastos aseguran que extenderá la vida
de las baterías de ion-litio actuales y aumentará su capacidad.
La resina es un aglutinante que se encarga de mantener el contacto
el material activo del ánodo (o del cátodo) y los aditivos, además
de favorecer el contacto entre las diferentes partes de la batería.
Sin embargo las resinas utilizadas habitualmente, como el caucho
estireno-butadieno o el polifluoruro de vinilideno, se deteriora
fácilmente con los cambios de temperatura y pierden sus cualidades,
algo que se ha mejorado con el nuevo producto.
Este producto está pues ya disponible, lo cual tendrá una
repercusión inmediata en la producción y precio de las baterías
actuales.
A pesar de que la llegada de los ánodos de silicio-grafeno
ensombrecerá estos pequeños avances, hay que esperar a ver los
precios de los diferentes productos finales para ver cuales cubrirán
las diferentes demandas del mercado.
En cualquier caso dos buenas
noticias, especialmente la primera, que nos hace soñar con vehículos
eléctricos con autonomías similares a los coches de combustión.
Silicio Grafeno - Una Batería que Triplica la
Densidad de las
Baterías de Litio Actuales
por Carlos Noya
29 Octubre, 2012
del Sitio Web
ForoCochesElectricos
Desarrollos de nuevas baterías hemos visto muchos, pero
de momento la realidad es que la densidad energética de una celda de
litio convencional en el mejor de los casos apenas alcanza los 180 Wh/kg con una capacidad del ánodo de unos 325mAh.
Pero el
desarrollador americano California Lithium Battery (CalBattery) ha anunciado que
está trabajando en una nueva celda compuesta por silicio grafeno que
es capaz de multiplicar por tres esas cifras.
La clave está en el uso de unos nuevos materiales para la
fabricación del cátodo y el ánodo, que usando silicio grafeno son
capaces de lograr una densidad energética de 525WH/Kg, con una
capacidad del ánodo que se dispara hasta los 1.250mAh/g, lo que
supone un incremento del 300% respecto a las baterías actuales, a lo
que tendríamos que sumar una vida útil casi ilimitada con nada menos
que 5.000 ciclos de descarga profundos.
Uno de los principales problemas a los que se han tenido que
enfrentar durante el desarrollo de esta tecnología ha sido que a
pesar de que el silicio absorbe el litio diez veces más rápido que
cualquier otro ánodo, su problema es la rápida degradación durante
el proceso de carga/descarga, algo para lo que CLB ha trabajado en
los últimos años para desarrollar un nuevo tipo de ánodo capaz de
soportar este proceso sin desgastarse, lo que alargará la vida útil
de la batería de forma muy importante.
Lo mejor de todo es que según sus diseñadores, este nuevo tipo de
batería ya está listo para llegar al mercado y sustituir a la actual
generación de baterías que verían de golpe aumentar sus capacidades
el triple de un golpe, lo que realizando una simple regla de tres,
supondrá que los actuales coches eléctricos en el mismo espacio
podrían llevar baterías que les permitan alcanzar los 500 kilómetros
con cada carga.
Por supuesto este tipo de avances no suelen llegar de un día para
otro al mercado, y según CLB, la hoja de ruta indica que estas
podrían tardar hasta dos años en estar presentes en los primeros
dispositivos o vehículos, un tiempo donde se dará comienzo a una
pequeña producción que serán usadas en pruebas de campo reales que
determinarán si estamos ante una auténtica revolución, o ante otro
intento fallido.
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