Un proyecto, en donde es parte Leitat, cuenta con la idea inicial de hacer una batería completamente en estado sólido y con una tecnología que permitiría reducir costos de procesamiento: impresión 3D.

Además, de obtener materiales más finos y también permitiría a su vez aumentar la capacidad gravimétrica de los compuestos de los electrodos.

“La idea es pasar de un electrolito estado líquido que es lo que se utiliza actualmente en el mercado en prácticamente todas las baterías de los vehículos eléctricos”, comenta a Portal Movilidad España, Angel Escamilla Pérez, Senior Researcher Inorganic Chemistry en Leitat.

Angel Escamilla Pérez, Senior Researcher Inorganic Chemistry

Esto se busca por diferentes razones, principalmente cuestiones de seguridad.

Una batería de electrolito sólido brindaría una mayor confianza al usuario frente a los problemas que se pueden anunciar como el sobrecalentamiento que genera el sistema actual de solventes orgánicos. 

Esto al estar cerrado genera un efecto de olla a presión. 

Con electrolitos en estado sólido tendrían un rango de trabajo mucho más amplio y las temperaturas no tendrían este tipo de problemas. 

La de electrolito líquido es una mezcla de sal de litio en solventes orgánicos con diferentes aditivos y en el  de sólido es a base de una sal en una matriz polimérica.

Así, puede trabajar con polímeros que se curan con temperatura.

“La idea es hacerlo en 3D a este polímero que tiene que tener ciertas características para que pueda imprimirse”, explica Escamilla.

Una de las características es el desarrollo de este material en conjunto con otros colaboradores del proyecto y realizar el estudio de un polímero que pueda imprimirse en 3D.

A este polímero que debe contener la sal de litio se le puede agregar otro aditivo o compuesto, en este caso también habría una matriz cerámica que ayudaría la conductividad iónica del electrolito sólido. 

El proyecto de impresión 3D

Equipo de AM4BAT

Se ha creado un consorcio formado por 11 colaboradores de la Unión Europea y también otros que no pertenecen a la misma. 

Este deberá cubrir objetivos preestablecidos y buscar alcanzarlos. 

El consorcio genera las ideas en conjunto y después de que el proyecto sea aprobado por la Comisión Europea, se trabaja durante cuatro años. 

Actualmente está terminando el primer año.

El proyecto está dividido en los diferentes elementos de la batería: el ánodo, el cátodo y el electrolito en estado sólido. 

Otra idea que persigue el proyecto es el sustituto del ánodo que podrá ser el litioxílico que pueda aceptar el litio en electrolitos sólidos.

“Existe la posibilidad de que podamos imprimir el cátodo y poner un electrolito sólido encima de este que se obtiene por impresión 3D”, comenta el investigador de Leitat.

Este sistema favorece a reducir los espesores de la de las diferentes capas y el concepto también de anodless limita el volumen del ánodo y el tamaño de la batería final sería mucho menor alcance una densidad energética de 400 Wh/kg y 1000 Wh/L, para aplicaciones en vehículos eléctricos (VE).

Además, el proyecto pretende el ensamblaje y validación de una celda de 3-Ah que alcance una capacidad de carga del 70% en 5 minutos y 3.000 ciclos al 80% de la capacidad inicial.

AM4BAT cuenta con atributos distintivos que lo convierten en un proyecto singular y exclusivo, tales como su capacidad para disminuir costes de producción y tiempo tanto para la fabricación del cátodo como del electrolito. 

También busca reducir el uso de litio metálico y optimizar la interfase del electrolito sólido y el cátodo para obtener valores de conductividad iónica, parecidos al sistema de electrolito líquido convencional.

Leitat tendrá un papel crucial en la coordinación y ejecución de actividades, facilitando su dominio en las primeras formulaciones de electrolitos, que ya se han enviado para probarlas en el proceso de fotopolimeración vat.

Más tarde irán para optimizar la formulación para aumentar la conductividad iónica. 

AM4BAT cuenta, además, con un consorcio formado por:

French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA), AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Vrije Universiteit Brussel, Torrecid S.A, Leclanché GmbH, Toseda s.r.o., Psa Id, University College London, Photocentric Limited, y Cambridge Nanomaterials Technology Ltd.