Los fabricantes de automóviles y otros trabajan intensamente para desarrollar baterías livianas, seguras y potentes. La foto es de la compañía de baterías de Volkswagen Powerco, que ha construido grandes fábricas en Alemania, España y Canadá para producir celdas de batería de alta calidad. Crédito: Volkswagen AG
Los fabricantes de automóviles y otros que necesitan baterías ligeras, seguras y potentes están ansiosas por adoptar baterías de litio-azufre (Li-S). No solo almacenan más energía, y son más seguros y más rápidos de cargar que las baterías de iones de litio actuales, sino que también son más baratas de hacer.
Es solo que estas baterías maravillosas de próxima generación tienen un gran problema: se desgastan muy rápidamente. La razón es que sufren de lo que se llama efecto de transporte.
“Se trata de sustancias químicas, polisulfuros de litio (LPS), que se forman cuando la batería está en funcionamiento. Las sustancias se mueven entre los electrodos, el ánodo positivo y el cátodo negativo, en la batería. Es estas sustancias las que hacen que las baterías de LIS se degraden rápidamente, pierdan la capacidad y tengan un departamento de vida químico”, dijo el departamento de Ingeniería Cortética de Ntnu.
Esto también explica por qué este tipo de batería aún no se ha mudado a nuestros autos eléctricos.
Filtro nuevo, delgado e inteligente
Tekinalp y sus colegas han desarrollado un recubrimiento súper delgado con propiedades muy especiales que pueden cambiar esto. Han patentado el recubrimiento a través de un proyecto llamado HISEP-II. El recubrimiento ha recibido el mismo nombre que el proyecto.
Dentro de una batería también hay un separador. Hay una partición entre los electrodos, lo que hace que funcione de manera efectiva y evita los cortocircuitos. Cuando se coloca el recubrimiento HISEP II en el exterior de la pared, actúa como un filtro inteligente.
Esta nueva invención podría hacer que las baterías de vehículos eléctricos pesados de hoy en día sean más ligeros, más seguros y aumentar su rango. Los investigadores detrás de la tecnología creen que también es ideal para su uso en aviación, viajes espaciales, drones y envío.
Muchas personas que trabajan para mejorar las baterías de litio-azufre se concentran en la química pura en cátodo y electrolitos. Los investigadores de NTNU se han centrado en la partición.
“El recubrimiento bloquea las sustancias químicas dañinas y permite que los iones de litio útiles pasen libremente”, dijo Tekinalp.
Paquete de batería más delgada y más ligera
La vida útil de una batería a menudo se mide en ciclos de carga. Un ciclo es el mismo que una carga completa y una descarga completa. Las pruebas del laboratorio en Gløshaugen muestran que las baterías de litio-azufre equipadas con HISEP-II pueden aumentar el número de ciclos de carga de 200 a 1,000. Eso alarga la duración de la batería por un factor de cinco.
La batería en un automóvil eléctrico consta de muchas piezas. Los investigadores dicen que la tecnología patentada puede adelgazar una batería de 800 voltios en más de 200 kilogramos. Eso, a su vez, significa una eficiencia significativamente mejor y un rango mucho más largo. El hecho de que esta próxima generación de baterías eléctricas de automóviles esté hecha de azufre, de las cuales hay mucho, también las hace baratas de producir.
‘Alternativa real para autos eléctricos’
Tekinalp cree que su investigación es un avance, que contribuirá a hacer de las baterías de litio-azufre una verdadera alternativa para los automóviles eléctricos.
“Aunque HISEP-II aún no se ha utilizado en automóviles eléctricos, hemos demostrado que puede manejar el efecto de transporte. Ha sido el principal freno para la explotación comercial, hasta ahora”, dice el investigador.
HISEP-II patentó el separador en 2023, y está trabajando con NTNU Technology Transfer (TTO) para llevarlo al mercado.
“El objetivo es ampliar la tecnología y licenciarla a un socio industrial para que pueda usarse en todo, desde autos eléctricos hasta almacenamiento de energía verde”, dice Kristina Nydal, desarrolladora de negocios en TTO.
Ella cree que Hi-Sep II puede contribuir al aumento de la seguridad de la batería, y dice que la tecnología es ideal para su uso en áreas como aviación, aeroespaciales, automóviles eléctricos, drones y transporte marítimo.
“También es una alternativa atractiva y rentable para almacenar energía. Especialmente cuando la longevidad y la estabilidad son factores cruciales”, dijo.
El proceso de producción es ecológico, la tecnología está diseñada para ampliarse fácilmente y puede funcionar con las baterías basadas en el litio actual.
Escalar y probar
Antes de que estén listos para el mercado, los actores externos deben probar la tecnología. El filtro debe integrarse en baterías LI-S, y su rendimiento debe ser verificado y confirmado por un tercero independiente. Documentar que la tecnología es confiable y estable a largo plazo es crucial. También deben asegurarse de que el nuevo filtro inteligente se pueda producir de manera segura, económica de manera rentable y con una calidad constante.
Los procesos de patentes cuestan mucho y deben adaptarse al uso industrial de la tecnología. TTO ahora está buscando un licenciatario interesado que pueda financiar una mayor patente y comercialización y participar en las pruebas planificadas.
Cuando se le preguntó cómo la tecnología se distingue de las baterías de azufre, Tekinalp respondió: “Muchos avances de Li-S se centran en mejorar los materiales o electrolitos de cátodo. El HISEP-II se dirige al separador o al filtro solo. Es una solución más simple y más escalable sin el uso de materiales complejos. El proceso de producción es amigable con el medio ambiente, la tecnología está diseñada para ser fácilmente escalada y puede funcionar con las baterías basadas en el litium de hoy en día.
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega
Cita: un filtro inteligente ultra delgado puede extender significativamente la vida útil de la batería EV (2025, 21 de agosto) recuperado el 21 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-ultra-thin-smart-filter-significante.html
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