Los investigadores modificaron refrigerantes comerciales asequibles, que se utilizan para suprimir las llamas, para que funcionen como electrolitos de batería.
Las baterías de litio han revolucionado el mundo de la tecnología, alimentando desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Sin embargo, su potencial para causar incendios y explosiones ha generado preocupaciones y dudas en cuanto a seguridad en algunos sectores.
La innovación de baterías de litio autoextinguibles representa un avance importante en la búsqueda de soluciones más seguras para la energía portátil, prometiendo un futuro donde los dispositivos que dependen de estas baterías sean aún más seguros y confiables.
Avance Científico
Investigadores de la Universidad de Clemson y la Universidad de Hunan han desarrollado baterías de litio que pueden autoextinguirse en caso de incendio, integrando capacidades de extinción de incendios directamente en las células.
Funcionamiento y Pruebas
El avance se basa en reemplazar el electrolito altamente combustible por una versión modificada de un fluido de transferencia de calor no inflamable, demostrando resistencia al fuego incluso en condiciones extremas.
Este desarrollo no solo mejora la seguridad de las baterías de litio, sino que también presenta un camino hacia baterías más duraderas. Los desafíos incluyen encontrar alternativas sostenibles y económicas para el electrolito no inflamable.
Futuro
La facilidad de integración de este nuevo electrolito en las líneas de producción actuales sugiere un potencial significativo para mejorar la seguridad de las baterías de litio a gran escala, marcando un paso adelante en la reducción de riesgos asociados con estas tecnologías.
Más información: Safe electrolyte for long-cycling alkali-ion batteries | Nature Sustainability
Resumen del estudio:
La seguridad es esencial para la sostenibilidad de las baterías, sobre todo si se tiene en cuenta que las moléculas orgánicas inflamables siguen dominando la formulación de los electrolitos. En el caso de un electrolito químico único, la mejora de su seguridad suele ir en detrimento del coste y del rendimiento electroquímico de la batería. Aquí mostramos un electrolito que rompe esta disyuntiva combinando retardante de llama, ventaja de coste y excelente rendimiento cíclico tanto en baterías de iones de potasio como de iones de litio. Nuestro diseño racional consiste en domar la inflamabilidad de un disolvente glyme de uso común introduciendo un líquido fluorado y un disolvente apolar, conocidos en el mercado como fluido refrigerante Novec 7300 y Daikin-T5216, respectivamente. El electrolito formulado, con una excelente estabilidad química y térmica, resulta no inflamable y funciona en un amplio rango de temperaturas de trabajo, de -75 a 80 °C. Cuando se monta en baterías de potasio metálico, la célula K||K mantiene los ciclos durante >12 meses, y la célula K||grafito conserva el 93% de su capacidad inicial tras 2.400 ciclos. Incluso en una célula de iones de litio 18650 en condiciones duras (N/P = 1,08, E/C = 3,0 g Ah-1), la retención de la capacidad alcanza el 96,7% tras más de 200 ciclos. Junto con su bajo coste, la formulación actual sugiere un nuevo espacio en el diseño de electrolitos en el que casi todos los factores importantes para la sostenibilidad de las baterías pueden equilibrarse bien.
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