Con el objetivo de lograr baterías para vehículos eléctricos con mayores autonomías, el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía alemán ha creado el proyecto EMBATT-goes-FAB, en el que participan cuatro empresas e instituciones alemanas: Daimler, Thyssenkrupp System Engineering, IAV y el Instituto Fraunhofer para Tecnologías de Cerámica y Sistemas. Durante dos años, los cuatro socios desarrollarán baterías bipolares con mayor capacidad de almacenamiento que las actuales. Según los desarrolladores, estas celdas de baterías aplicadas al coche eléctrico serían capaces de ofrecer hasta 1.000 kilómetros de autonomía por carga.
El objetivo es avanzar en la industrialización de las llamadas baterías bipolares mediante la investigación de técnicas de fabricación a gran escala y opciones de integración, una vez que se haya cerrado con éxito una primera etapa del proyecto.
Batería bipolar EMBATT de 20x30 cm.
Las baterías bipolares de iones de litio, al igual que las celdas de combustible, consisten en electrodos apilados e interconectados en serie. A diferencia de las baterías de iones de litio convencionales, los electrodos son bipolares: los materiales activos para el cátodo y, en el otro lado, los materiales activos para el ánodo, se sujetan a un portaelectrodos común. Las celdas individuales de iones de litio no se empaquetan por separado una al lado de otra en carcasas de aluminio pequeñas, sino que, una vez que la pila de electrodos está terminada, se envuelven en una gran carcasa común.
Esto elimina los componentes necesarios para sujetar cada uno de los paquetes y los elementos de conexión, ahorrando costes y liberando espacio que se utiliza para incluir mayor cantidad de material activo. Como consecuencia, la batería de iones de litio bipolar puede almacenar más energía y aumentar la autonomía del vehículo.
Estructura interna de la batería crada por el Instituto Fraunhofer.
El proyecto tiene una duración prevista de dos años. Los socios abordarán varios desafíos en función de las competencias de cada uno de ellos. El Instituto Frahunhofer se encargará de la producción de electrodos bipolares mejorados basados en óxidos de litio, níquel, manganeso, cobalto y grafito como materiales de almacenamiento. Sus investigaciones han desarrollado ya un primer prototipo de electrodo bipolar, a escala piloto, en forma de cinta metálica recubierta por ambos lados con materiales cerámicos, de forma que uno de ellos hace las funciones de cátodo y el otro de ánodo.
El escalado de la tecnología de ensamblaje hasta un tamaño de 1000x30 cm2 correrá a cargo de Thyssenkrupp System Engineering. El sistema de monitoreo de la batería corre a cargo de IAV y, por último, las simulaciones de seguridad para abordar los requisitos específicos del vehículo las realizará el grupo automovilístico Daimler.