Los materiales usados en las baterías de iones de litio se quedan cortos en términos de seguridad y rendimiento y están frenando la próxima generación de baterías de alto rendimiento.

En particular, el desarrollo del electrolito plantea un desafío clave para las baterías de mayor potencia adecuadas para almacenamiento de energía y aplicaciones de vehículos.

En la Facultad de Química de la Universidad de Monash, científicos bajo la dirección del profesor Doug MacFarlane y el doctor Mega Kar que trabajan con la empresa local Calix Ltd. han ideado soluciones alternativas a este desafío con nueva química.

La sal de litio que se utiliza actualmente en las baterías de iones de litio es el hexafluorofosfato de litio, que presenta un riesgo de incendio y seguridad, así como toxicidad”, dijo en un comunicado el profesor MacFarlane.

En los dispositivos portátiles más pequeños, este riesgo se puede mitigar parcialmente. Sin embargo, en un paquete de baterías grande, como los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía a escala de red al aire libre, el peligro potencial se intensifica mucho. Las baterías de mayor voltaje y potencia también están en el dibujo tablero pero no puede utilizar la sal de hexafluorofosfato “.

En una investigación publicada en Advanced Energy Materials, los químicos describen una nueva sal de litio que podría superar los desafíos del diseño de electrolitos y reemplazar la sal de hexafluorofosfato.

Nuestro objetivo ha sido desarrollar sales de fluoroborato seguras, que no se vean afectadas incluso si las exponemos al aire”, dijo el autor principal del estudio, el doctor Binayak Roy, también de la Facultad de Química de la Universidad de Monash.

El principal desafío con la nueva sal de fluoroborato fue sintetizarla con una pureza de grado de batería, lo que hemos podido hacer mediante un proceso de recristalización”, dijo.

Cuando se colocó en una batería de litio con cátodos de óxido de manganeso y litio, la celda se cicló durante más de 1.000 ciclos, incluso después de la exposición atmosférica, una hazaña inimaginable en comparación con la sal de hexafluorofosfato hipersensible”.

Según el doctor Roy, cuando se combina con un nuevo material de cátodo en una batería de litio de alto voltaje, este electrolito supera con creces a la sal convencional. Además, se descubrió que la sal es muy estable en los colectores de corriente de aluminio a voltajes más altos, como se requiere para las baterías de próxima generación.