La mayoría de entendidos en la materia consideran que una buena infraestructura de carga rápida es la solución ideal para el despliegue de los vehículos eléctricos. Sin embargo, existe una importante barrera que en países como España no solemos tener en cuenta: la temperatura ambiente. La carga rápida a temperaturas bajas o muy bajas implica el riesgo de que se forme una cobertura metálica en el litio de las baterías que reduce drásticamente su vida útil e incluso puede provocar un accidente.
Para solucionar este inconveniente, un equipo de investigadores de la Universidad de Penn State ha ideado una técnica que permite la carga rápida de baterías de iones de litio a muy baja temperatura, incluso a 50 grados bajo cero. Este avance permitiría preservar notablemente la vida útil de las baterías, superando los 4.500 ciclos o, lo que es lo mismo, doce años de uso y 480.000 kilómetros en el odómetro. El estudio, que se ha publicado en el portal Science Direct y en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), permitirá que el coche eléctrico se pueda utilizar en cualquier condición, independientemente de la climatología y la temperatura ambiente.
Para incrementar su capacidad de carga rápida, los investigadores se ha centrado en mejorar los materiales del ánodo, con un recubrimiento de grafito al que han añadido una nanocapa amorfa de silicio. También se han desarrollado y aplicado nuevos materiales, como el titanato de litio y las bolas de grafeno, así como nuevas fórmulas y aditivos para el electrolito.
Las líneas rojas representan la lámina de níquel, situada a un cuarto del grosor de la celda.
Aunque la solución obvia –aunque no sea la más eficiente– implica calentar la batería antes de cargarla, el nuevo enfoque adoptado por los científicos de Penn State es un poco más sofisticado, pues han agregado una fina lámina de níquel a cada celda de la batería para mejorar su comportamiento a bajas temperaturas de forma drástica. Con la introducción de este elemento se consigue una doble función: por un lado, el níquel motiva el calentamiento rápido desde el interior de la celda, y por el otro, hace de sensor de temperatura.
Además de permitir recargar las baterías hasta el 80% de su capacidad en 15 minutos a -50ºC de temperatura ambiente, los descubridores de este método también han llegado a la conclusión de que la vida útil de las mismas se alarga muchísimo cuando la carga se realiza a 0ºC o en un punto cercano a la congelación. De hecho, según los resultados publicados, una batería convencional cargada a una intensidad media-alta a cero grados permitiría unos 50 ciclos completos antes de perder el 20% de su capacidad. En cambio, gracias a esta innovación, la misma celda en idénticas condiciones multiplicará su vida útil por 90, llegando a completar 4.500 ciclos de carga.
