Enovix Corporation, el desarrollador y fabricante de baterías de iones de litio con ánodo de silicio en 3D, ha anunciado la introducción de una nueva tecnología que mejora la seguridad sus celdas. BrakeFlow es un sistema intracelular que aumenta significativamente la tolerancia ante las fugas térmicas provocadas por los cortocircuitos internos, sin comprometer la densidad de energía.
La empresa norteamericana Enovix fue creada en 2007 con el objetivo de mejorar el rendimiento de las baterías de litio. Harrold Rust, su cofundador, presidente y director ejecutivo explica que su objetivo era resolver los grandes problemas de las baterías de litio de manera diferente a otros. "El anuncio de hoy es trascendental para Enovix y un gran ejemplo de cómo adoptar un enfoque diferente puede conducir a una tecnología que cambia las reglas del juego".
Una de las ventajas de las celdas de Enovix es el uso de ánodos de silicio, reconocidos por su gran densidad energética, hasta 10 veces mayor que la de los ánodos formados por una estructura de grafito, que es el material que habitualmente se emplea en las baterías comerciales de iones de litio. Su inconveniente es que se expanden y se contraen en cada ciclo de carga y descarga, de manera que al combinarse con un electrolito líquido sufren de una alta degradación por la formación de dendritas. Un hándicap fundamental que ha mantenido a los ánodos de silicio alejados de las baterías de iones de litio.
Las dendritas son pequeñas estructuras rígidas en forma de árbol que crecen en el interior de una batería de litio como proyecciones en forma de aguja. Estas formaciones pueden llegar a perforar el separador que evita que los electrodos (cátodo y ánodo) se toquen, uniéndolos y provocando un cortocircuito que podría incendiar la batería. Un efecto que se conoce como fuga térmica.
A diferencia de la arquitectura convencional de las celdas de iones de litio en las que la densidad de energía entra en conflicto con la seguridad, la arquitectura de celdas Enovix 3D incorpora múltiples funciones dentro de la propia celda que mejoran la tolerancia al exceso eléctrico, físico y ambiental en comparación con las celdas de iones de litio enrolladas convencionales.
La celda en tres dimensiones de Enovix añade múltiples conexiones paralelas entre cada celda y la barra colectora, lo que permite agregar la función BrakeFlow (que se muestra en verde en la ilustración). El BrakeFlow incorpora una resistencia con un valor establecido de consigna en el empalme de la barra colectora. Durante el funcionamiento normal por cada electrodo circula una pequeña corriente. Sin embargo, en caso de un cortocircuito interno, BrakeFlow regula el flujo de corriente desde otras áreas de la batería hacia el cortocircuito, lo que limita el sobrecalentamiento e inhibe la fuga térmica.
Además, Enovix también ofrece una celda en formato bolsa con mayor densidad de energía que las de formato prismático. Gracias a una arquitectura muy robusta mecánicamente pueden soportar las condiciones ambientales más adversas.
"Creemos que nuestra arquitectura es uno de los avances más importantes en el diseño de baterías de iones de litio en décadas", afirma Ashok Lahiri, cofundador y CTO de Enovix. "No solo permite un ánodo de silicio 100 % activo, aumentando notablemente la densidad de energía, sino que también nos permite introducir BrakeFlow, que reduce el aumento de temperatura agregando una tolerancia excepcional contra la fuga térmica".
Según Cam Dales, GM y director comercial de la empresa "BrakeFlow marca el comienzo de un nuevo nivel de seguridad en el diseño de baterías de iones de litio".
