La estructura en tres dimensiones de los electrodos y el electrolito sólido formado por haluros de litio promete nuevas baterías para coches eléctricos con mayor capacidad energética, mayor potencia de recarga, más seguras y más baratas de producir.

La colaboración entre la Saint-Gobain y Addionics dará como resultado una nueva batería de iones de litio con electrolito sólido de haluro de litio y electrodos tridimensionales, que elevará el rendimiento de los coches eléctricos tanto en autonomía como en velocidad de recarga.

Saint-Gobain y Addionics han anunciado una nueva asociación con el objetivo de desarrollar baterías de iones de litio con electrolito sólido a base de haluros de litio que incluirán electrodos formados por componentes novedosos formando una estructura en tres dimensiones. El resultado se traducirá en una mejora importante en el rendimiento de las baterías de los vehículos eléctricos, aumentando la autonomía y la potencia de recarga rápida. A su vez, se mejorará la seguridad de este componente reduciendo sus costes de producción.

Las dos empresas que forman parte de este nuevo proyecto aportarán su experiencia en los campos en los que son punteros Por su parte, Saint-Gobain es un experto mundial en materiales técnicos, mientras que Addionics es una empresa tecnológica emergente israelí. El acuerdo se produce en el marco del programa BIRD Energy que es la implementación de un acuerdo de cooperación entre el Departamento de Energía de los Estados Unidos, el Ministerio de Energía de Israel y la Fundación BIRD.

Varios estudios han encontrado que los electrolitos sólidos compuestos por haluros de litio pueden ofrecer una alta conductividad de los iones de litio, una alta deformabilidad y una alta estabilidad química y electroquímica. En agosto de 2020, Saint-Gobain fue nombrado socio industrial de Argonne National Laboratory y Berkeley Lab en dos proyectos financiados por el DOE para ampliar el catálogo de electrolitos tipo haluro para baterías de estado sólido.

Estas nuevas baterías tienen múltiples usos potenciales y pueden ser optimizadas para su uso en vehículos eléctricos.

Los materiales que formarán parte de estas nuevas baterías ya están siendo desarrollados por Saint Gobain. Sus electrolitos sólidos han demostrado una alta conductividad de los iones de litio, comparable con otros materiales de última generación que están siendo desarrollados a partir de otras investigaciones. Permitirán un funcionamiento más seguro de las baterías, evitando los problemas relacionados con el equilibrio térmico entre sus componentes internos. A la vez, asegura una reducción significativa en los costes de producción, al simplificar el flujo de los procesos y eliminar los procedimientos intermedios.

Por su parte, la empresa israelí Addionics es la encargada del diseño de la arquitectura interna de los electrodos. El diseño estructural en tres dimensiones mejora la estabilidad mecánica, la adhesión y es capaz de controlar mejor el hinchamiento de la batería, especialmente para las químicas emergentes. De esta manera se logra alcanzar una mayor carga del material activo permitiendo un aumento significativo de la energía volumétrica y gravimétrica. El diseño logra una mayor conductividad eléctrica gracias al mayor volumen de los electrodos, que son más gruesos, en los que un mejor uso del material conduce a un incremento en la densidad de energía de la batería y un aumento de su vida útil. La tecnología de Addionics también ayuda a abordar los problemas de resistencia interfacial que se observan comúnmente en las baterías de estado sólido.

Según Mark Hampden-Smith, vicepresidente de estrategia empresarial y tecnológica, Saint-Gobain Ceramics, “nuestra exclusiva tecnología de electrolitos de estado sólido mejorará la seguridad y el rendimiento de las baterías de próxima generación con potencial de fabricación a bajo coste”.