Los investigadores de Fraunhofer buscan aprovechar el potencial de los ánodos de litio-metal.
Investigadores de dos institutos Fraunhofer están explorando nuevos enfoques para mejorar el rendimiento y la vida útil de los sistemas de baterías. Una idea es utilizar el litio en sí como material anódico activo en anodos de metal-litio, logrando así una mayor capacidad específica en las celdas de batería.
Ubicación del Fraunhofer IST en Braunschweig.
Imagen: Fraunhofer IST
El Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Delgadas IST colabora con el Fraunhofer USA Center Midwest en el proyecto LIMAC, cuyo nombre significa “Capas intermedias de carbono amorfoso para celdas de batería de metal-litio fiables”. El proyecto está en ejecución desde septiembre de 2025 y se espera que continúe hasta agosto de 2028.
Dentro del proyecto LIMAC, los investigadores están explorando nuevos enfoques para mejorar aún más las baterías, con un foco especial en los ánodos de litio-metal. El equipo considera que existe un potencial aún no aprovechado aquí para desarrollar celdas de batería de mayor duración, especialmente en lo que respecta a la interfaz entre el ánodo de litio-metal y el electrolito (sólido). Según los investigadores, la estabilidad de esta interfaz es esencial para lograr celdas de batería más fiables y duraderas.
Para estabilizar esta interfaz, los expertos de Fraunhofer están introduciendo capas delgadas de carbono amorfoso. En la primera etapa, estas capas se depositan sobre colectores de corriente de cobre mediante un innovador proceso PVD de láser-arco. “Los materiales recubiertos serán luego probados en celdas de batería y comparados con celdas de referencia”, explican los investigadores. El objetivo es determinar qué propiedades de las capas intermedias son cruciales para lograr la interfaz más estable dentro de la celda de batería. Está claro que el estabilizador tiene como finalidad permitir que el litio contenido en la celda funcione por sí mismo como material de ánodo activo.
Aparte del rendimiento técnico, el proyecto también analiza la perspectiva ecológica y la posibilidad de transferirlo en el futuro a formatos de celdas más grandes. “Por un lado, se utilizará una evaluación del ciclo de vida (LCA) para examinar los flujos relevantes de materiales y energía, así como los impactos ambientales del enfoque; por otro lado, se desarrollará simultáneamente un concepto para escalar la tecnología a celdas de tipo bolsa más grandes”, explica el equipo. De esta manera, el proyecto combina el desarrollo de materiales y la investigación de celdas con una evaluación ecológica y consideraciones iniciales para su escalado futuro.
El valor añadido potencial para los fabricantes es evidente: las baterías de litio-metal más potentes y duraderas podrían reducir el peso de los vehículos eléctricos manteniendo altas densidades energéticas. Sin embargo, LIMAC aún se encuentra en la fase de investigación básica.