Durante la celebración en Berlín de la Cumbre Europea de Baterías para Vehículos Eléctricos, el pasado mes de junio, el centro de Investigación Imec presentó su nuevo desarrollo de celdas de baterías de litio metal con electrolito sólido capaces de alcanzar una densidad de energía de 400 Wh/litro, duplicando su desarrollo anterior. Gracias al margen de mejora de las baterías de ion litio actuales el objetivo final de Imec es alcanzar los 1000 Wh/l en 2024.

Imec es un centro de desarrollo e innovación situado en Bélgica que cuenta con varios grupos de investigación distribuidos en diferentes universidades europeas, americanas y asiáticas. En colaboración con KU Leuven, VITO y UHasselt forma parte de EnergyVille, un instituto europeo centrado en proyectos de innovación en el sector energético.

Centro de desarrollo e innovación de Imec en Bélgica. Foto: Imec.

El estado actual de desarrollo de la tecnología de las baterías de iones de litio, aun con cierto margen de mejora, no es suficiente para mejorar significativamente la autonomía de los vehículos eléctricos. Los investigadores de Imec están trabajando en la sustitución del electrolito líquido presente en las por un material sólido, logrando aumentar su densidad de energía, mejorar la seguridad y abaratar los costes de producción.

El electrolito de nanocompuestos sólidos desarrollado alcanza una conductividad de hasta 10 mS/cm, pero su potencial es todavía mayor. La característica distintiva de este material es que se aplica como un líquido, a través de un revestimiento químico húmedo, y posteriormente se convierte en sólido una vez colocado entre los electrodos.

En combinación con un cátodo de fosfato de hierro y litio (LFP) y un ánodo de metal de litio, las celdas de batería de Imec son capaces de alcanzar hasta los 400 Wh/l de densidad energética, a velocidades de carga de 0,5C (2 horas). Este avance supone duplicar la densidad de energía de las celdas del año pasado y confirma su hoja de ruta que tiene como objetivo abrir el camino hacia los vehículos eléctricos de largo alcance. El objetivo es disponer de una línea piloto que, en 2024, será capaz de fabricar baterías en estado sólido que pueden llegar a alcanzar densidades de energía de hasta 1.000 Wh/l (a velocidades de carga 2-3C, menos de meda hora) para lo que ya ha comenzado a ampliar los materiales y los procesos de fabricación.

Celdas de batería con electrolito sólido de Imec. Foto: Imec

En un laboratorio de 300 metros cuadrados que incluye una sala seca de 100 metros cuadrados, Imec ya ha iniciado la ampliación de estas celdas. Las líneas actuales de ensamblaje de baterías con electrolito líquido solo precisarían una ligera modificación para fabricarlas con electrolito sólido lo que significa que no necesitarán grandes inversiones.

Imec solicita la participación y el compromiso de los principales proveedores de materiales y productores de baterías del mundo para llevar a buen término esta tecnología y transferirla al mercado.