Fraunhofer ISE aumenta la densidad energética de las celdas de batería
El Fraunhofer ISE ha desarrollado una nueva arquitectura para las celdas de batería que, manteniendo el mismo peso, debería permitir una densidad energética un 10 al 15 por ciento mayor. Este enfoque se basa en electrodos significativamente más gruesos, lo que permite utilizar menos conductores de corriente. Esto podría resultar interesante también en el futuro para los automóviles eléctricos.
Fabricación semiautomática de celdas de batería en el Fraunhofer ISE
Foto: Fraunhofer ISE
Si se logra desarrollar celdas de batería con una mayor densidad energética manteniendo el mismo peso, se podrá almacenar más energía en el mismo espacio. Esto puede ser ventajoso por un lado para los sistemas de almacenamiento de baterías estacionarias, que fueron el foco de tres proyectos de investigación financiados por el gobierno federal en el Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE en Friburgo. Sin embargo, los conocimientos físicos obtenidos también pueden aplicarse a las baterías de tracción de los automóviles eléctricos. Y allí, una mayor densidad energética podría contribuir a aumentar el alcance de los vehículos.
Pero en cuanto a los proyectos del Franhofer ISE: ha colaborado con varios socios para desarrollar una nueva arquitectura para las celdas de batería que permita una mayor densidad energética. Para ello, los científicos se centraron en las electrodos de las celdas de batería y aumentaron su espesor de recubrimiento en más de tres veces: en lugar de los 100 a 200 micrómetros habituales, los investigadores optaron por un recubrimiento de hasta 800 micrómetros.
Celdas de batería con un 10 a un 15 por ciento más de densidad energética
“Por lo general, la anoda y la cátodo —las dos electrodos de una celda de batería— están formadas por numerosas capas finas alternativas de recubrimiento electrodico y conductores de corriente”, explica el Dr. Oliver Fitz, jefe del grupo de tecnología de celdas de batería en Fraunhofer ISE. “Hemos logrado aumentar el espesor del recubrimiento electrodico, que antes solía estar entre 100 y 200 micrómetros, hasta 800 micrómetros, lo que permite reducir significativamente la cantidad de conductores de corriente necesarios. Como resultado, disponemos de mucho más espacio para material activo, lo que aumenta la densidad energética entre un 10 y un 15 por ciento, dependiendo del tipo y diseño de la batería”.
El uso en sistemas de almacenamiento de energía es el foco actual
Pero aún el concepto no está listo para su producción en serie. Según Fraunhofer ISE, los resultados del proyecto muestran más bien un “enfoque prometedor para una industrialización futura de la novedosa arquitectura de electrodos y celdas”. Las nuevas celdas de batería resultan interesantes para su uso en sistemas de almacenamiento de energía con baterías (BESS), pero también en vehículos eléctricos.
El equipo de investigación desarrolló esta nueva estructura de electrodos o celdas en los proyectos “VORAN– Almacenamiento de energía innovador con iones de sodio para aplicaciones estacionarias y móviles” (en curso hasta junio de 2027), “INFAB– Baterías de iones de zinc para el almacenamiento estacionario de energía: fabricación y ensamblaje” (finalizado) y “WinZIB2– Sistema innovador de baterías de iones de zinc apto para uso mundial”, todos ellos financiados por el gobierno federal.