Después de determinar la dirección de desarrollo de las baterías de litio, los científicos han comenzado a realizar esfuerzos en el campo de las baterías de litio. Como resultado, las baterías de litio con menor tamaño y mayor densidad han surgido una tras otra.
Sin embargo, la batería en este momento todavía se llama batería de litio, no batería de iones de litio.
Aunque las baterías de litio son buenas, su desventaja radica en la naturaleza altamente reactiva del litio, lo que las hace propensas a explosiones y combustión espontánea, lo que genera preocupaciones sobre la seguridad. En ese momento, de diez baterías de litio, ocho de ellas eran propensas a la combustión espontánea. Sostener una batería de litio era como sostener una bomba encendida, lo cual era extremadamente peligroso.
En el proceso de abordar laCuestiones de seguridadde las baterías de litio, un científico emergió como una figura prominente, y ese fue John Goodenough, a menudo referido como el "padre de la batería de iones de litio".
Goodenough desarrolló con éxito un método para descomponer el litio metálico en un estado iónico, lo que permite que los iones de litio se desplacen entre los electrodos positivo y negativo durante el proceso de carga y descarga. Debido a la ausencia de litio metálico y a la presencia solo de iones de litio durante el ciclo de carga-descarga, la seguridad de la batería mejoró significativamente. Este tipo de batería se conoce como batería de iones de litio.
En comparación con las baterías de litio tradicionales, la mayor ventaja de las baterías de iones de litio es, de hecho, su mayor seguridad, con una probabilidad de combustión espontánea que ocurre solo en casos raros, estimada en alrededor de una en diez mil. Sin embargo, debido a los graves incidentes de incendios de baterías de litio en el pasado, hubo reticencia entre las empresas occidentales a adoptar este invento cuando se introdujeron las baterías de iones de litio.
El primer país en adoptar la tecnología de baterías de iones de litio fue, de hecho, Japón. En la década de 1980, los productos electrónicos japoneses dominaron el mercado internacional y había una necesidad apremiante de avances en la tecnología de baterías. Como una de las empresas más poderosas de Japón, Sony Corporation adoptó la tecnología de baterías de iones de litio de John Goodenough.
De hecho, con la introducción de las baterías de iones de litio, recibieron una aclamación generalizada, y Sony se convirtió rápidamente en un actor dominante en la industria de las baterías.
En 1997, John Goodenough desarrolló un nuevo tipo de batería de iones de litio conocida como batería de fosfato de hierro y litio (LiFePO4). Esta batería, una vez introducida, rápidamente llamó la atención por su estabilidad y bajo costo, lo que la convierte en una opción destacada para aplicaciones a gran escala. Poco a poco se convirtió en uno de los principales tipos de batería utilizados en los vehículos de nueva energía.
Las contribuciones de Goodenough a la investigación de baterías de iones de litio, incluido el desarrollo de la batería LiFePO4, fueron reconocidas cuando recibió el Premio Nobel de Química en 2019.
Aunque las baterías de iones de litio dominan actualmente el mercado de la electrónica de consumo, la tecnología de iones de litio no es el pináculo del desarrollo de baterías. Todavía hay potencial para mejorar aún más la seguridad y la densidad energética.
Las empresas chinas de baterías han hecho avances significativos en la exploración de estas áreas.
Para aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos, actualmente existen dos enfoques principales. El primer método es simplemente aumentar la capacidad de la batería. Cuanto más grande sea la batería, mayor será la autonomía de conducción. Sin embargo, este enfoque conduce a un mayor peso, mayores costos y problemas de seguridad. En respuesta a estos desafíos, BYD (Build Your Dreams) desarrolló baterías blade.
Las baterías Blade, desarrolladas por BYD, utilizan la innovación estructural al alargar las celdas de la batería para aumentar su longitud. La propia carcasa de la batería proporciona cierto soporte estructural para el paquete de baterías, lo que mejora la densidad de energía y garantiza la seguridad.
El segundo enfoque, como se ve en el camino tecnológico de Tesla, se centra en la optimización del software. Mediante la utilización de sistemas de control electrónico inteligentes, Tesla optimiza la asignación y el uso de la energía eléctrica, con el objetivo de minimizar el consumo de energía y maximizar la producción de energía. Si podemos decir que BYD adopta una ruta tecnológica de "fuerza bruta", entonces Tesla sigue una ruta tecnológica "inteligente y eficiente".
Sin embargo, independientemente del camino tecnológico que se tome, sin avances sustanciales en la tecnología de baterías, estos enfoques son simplemente soluciones temporales. Para abordar fundamentalmente el problema, es necesario revolucionar la tecnología de las baterías.
En este sentido, las empresas chinas están a la vanguardia de la exploración.
Las baterías de iones de sodio se consideran una dirección importante para el desarrollo futuro, y la compañía de baterías de energía de China, CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited), actualmente lidera el desarrollo de baterías de iones de sodio.
CATL ha presentado su primera generación de baterías de iones de sodio. Si bien su densidad energética aún está por detrás de la de las baterías de fosfato de hierro y litio y las baterías ternarias de litio, las baterías de iones de sodio exhiben un mejor rendimiento a bajas temperaturas. Pueden retener más del 90% de su capacidad de alcance incluso en entornos tan fríos como -20 grados centígrados. Además, las baterías de iones de sodio ofrecen velocidades de carga rápidas, lo que permite una carga del 80% en solo 15 minutos a temperatura ambiente. Esto aborda las preocupaciones sobre la carga lenta de los vehículos eléctricos en comparación con la conveniencia de repostar.
Si bien el uso de sodio como material resuelve el problema del electrodo positivo en la batería, la pregunta sigue siendo: ¿Qué pasa con el electrodo negativo?
Los materiales a base de silicio son actualmente los materiales de electrodos negativos de mayor capacidad para las baterías. En teoría, pueden manejar densidades de corriente hasta 12 veces superiores a las del grafito. China también ha logrado avances significativos en esta área, con un proyecto llamado "Batería del lago Qinghai" que se ha aplicado a proyectos de teléfonos inteligentes. Esta tecnología permite fabricar baterías con un grosor de menos de un centímetro. Muchos teléfonos inteligentes con pantalla plegable usan baterías a base de silicona.
En general, la tecnología de baterías de China está actualmente a la vanguardia a nivel mundial. Esto solidifica una base sólida para el desarrollo futuro de China en el campo de las nuevas energías.
