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5 de Noviembre de 2019
Ingeniería

¿Diez minutos para cargar un coche eléctrico? Una revolución en el tiempo de carga de las baterías de litio

Uno de los mayores inconvenientes con que tropieza la electromovilidad es lo largo que resulta el tiempo necesario para cargar las baterías. Un nuevo tipo de acumulador lo reduce drásticamente.

Una nueva batería de litio permite la recarga en unos minutos [Chao-Yang Wang Lab, Universidad del Estado de Pensilvania].

Cargar el coche eléctrico mientras se toma un café: esto es lo que promete la innovación técnica ideada por Xiao-Guang Yang, de la Universidad del Estado de Pensilvania, y sus colaboradores. Lo describen en la revista científica Joule: en solo diez minutos se recarga su nueva batería de litio, de forma que el vehículo quedaría en condiciones de recorrer sin parar 480 kilómetros. Así, esta batería podría llenarse en claramente menos tiempo que el que lleva hacerlo con una estación de carga Supercharger de Tesla, con la que se necesitan entre 45 y 50 minutos, según indica el fabricante.

Yang y su equipo logran esa rapidez gracias a la modificación de los ánodos de grafito de la batería. Los han recubierto con una fina película de níquel que impide que los iones de litio se depositen en ellos durante la carga rápida, el mayor problema de este proceso, que hasta ahora no se había resuelto. Las baterías toleran por unidad de tiempo solo una potencia de carga determinada; cuando se sobrepasa, empieza ese depósito perjudicial. Los 400 kilowatios que ha de ofrecer una estación cargadora para que la recarga sea rápida superan con creces el límite.

Que se deposite el litio en cantidades apreciables no solo reduce a largo plazo el nivel de carga posible, sino que se genera un calor intenso que puede llevar a cortocircuitos y a que se queme la batería. Pero si la batería se calienta rápida y brevemente a 60 grados, no ocurre eso y resulta posible la potencia de carga de 400 kilowatios. Cuando se aplica corriente a la batería de Yang, fluye primero por la hoja de níquel. Se calienta mucho, y de paso calienta la batería en menos de un minuto hasta los 60 grados. En cuanto se calienta lo suficiente, el circuito eléctrico del níquel se desconecta. La corriente se dedica entonces por completo a cargar la batería. Cuando esta se llena, su temperatura cae bruscamente, hasta ser de nuevo la del ambiente, y durante el funcionamiento sigue estando fría, lo que minimiza el deterioro.

En los ensayos que han efectuado con la nueva batería, perdió solo una quinta parte de su capacidad en 1700 ciclos de carga. Sin el protector de níquel, bastaban 60 ciclos rápidos para agotarla. Con la batería se alcanza una autonomía de 480 kilómetros antes de tener que volver a enchufarla. El precio, dicen los autores, es tolerable: es solo medio punto porcentual más cara. En compensación, los costes de refrigeración disminuyen con respecto a los que ahora son necesarios.      

Daniel Lingenhöhl

Referencia: «Asymmetric Temperature Modulation for Extreme Fast Charging of Lithium-Ion Batteries», de Xiao-Guang Yang et al. en Joule, 30 de octubre de 2019.

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