Los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de coleccionista de corriente más ligero y asequible, que lleva a cabo electricidad desde una batería de vehículo eléctrico hasta el automóvil y permite un largo rango de conducción y una carga extrema rápida. Crédito: Andy Sproles/Ornl, Departamento de Energía de los Estados Unidos
Fortalecer la competitividad de la industria del transporte estadounidense se basa en el desarrollo de baterías de vehículos eléctricos producidos en el país que permitan una carga rápida y un rendimiento de largo alcance. Sin embargo, la densidad de energía necesaria para extender la distancia de conducción puede llegar a expensas de las tasas de carga y la duración de la batería.
Al integrar un nuevo tipo de coleccionista actual, que es un componente clave de la batería, los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía han demostrado cómo fabricar una batería con una densidad de energía superior y una capacidad duradera para manejar una carga rápida extrema. Esto permite restaurar al menos el 80% de la energía de la batería en 10 minutos. Al usar menos metal, particularmente cobre de alta demanda, la tecnología también alivia la tensión en las cadenas de suministro de EE. UU.
“Esto proporciona un ahorro significativo en materiales casi críticos, porque se necesitan mucho menos cobre y aluminio”, dijo el investigador principal Georgios Polyzos. “Al mismo tiempo, esto mejorará en gran medida la densidad de energía que se puede lograr con una carga de 10 minutos”.
Un colector de corriente lleva a cabo electricidad desde el material activo dentro de la batería a un circuito externo. Los coleccionistas de corriente generalmente están hechos de lámina de metal, con uno en cada polo del electrodo: cobre para el ánodo y aluminio para el cátodo. Los metales agregan peso a la batería, aumentando el peso total del automóvil y la cantidad de energía requerida para moverla.
El nuevo coleccionista actual, realizado por Soteria Battery Innovation Group de la industria, es un polímero intercalado entre capas muy delgadas de cobre o aluminio. Los investigadores de ORNL encontraron que este nuevo componente puede reducir los costos actuales de los recaudadores en un 85%, empacar un 27% más de energía para viajes más largos y mantener una densidad de energía significativa después de mil ciclos, incluso en condiciones extremas de carga rápida que pueden degradar los materiales de la batería más rápidamente con el tiempo. El nuevo coleccionista actual funciona, así como su contraparte convencional en aproximadamente una cuarta parte del peso, lo que permite que un EV viaja más lejos con la misma carga.
Para garantizar que la tecnología pueda ampliarse para la comercialización, los investigadores de ORNL hicieron baterías de celdas de monedas y bolsa utilizando procesos estándar de la industria en la instalación de fabricación de baterías de acceso abierto de ORNL.
Polyzos dijo que el equipo identificó los parámetros para incorporar con éxito el material más delgado en el proceso de producción de rollo a rollo, a pesar de ser más propenso a las arrugas. Otros coleccionistas de corriente experimentales generalmente han requerido procesos de fabricación costosos y complejos que son incompatibles con los métodos estándar de rollo a rollo.
Resultados del estudio de Ornl, publicado En materiales energéticos y ambientales, resalte el potencial del colector de corriente de metal-polímero para “revolucionar el proceso de fabricación de baterías de rollo a rollo y avanzar significativamente las métricas de rendimiento de las baterías de iones de litio en aplicaciones de vehículos eléctricos”.
Brian Morin, CEO de Soteria, con sede en Carolina del Sur, dijo que Ornl ha ayudado a la compañía a comprender cómo lograr la carga rápida de la batería con la tecnología, a pesar de la mayor resistencia física de la película de plástico.
“Sacamos el 80% del metal, lo que hace que sea más difícil hacer las cosas rápidamente”, dijo Morin. “Pero han demostrado que aún puede obtener una carga rápida y descarga. Las pruebas de Soteria han demostrado que el polímero también hace que la batería sea más segura. Si hay un cortocircuito interno que produce una breve avalancha de energía, come la película de plástico, que extrae el metal. Nuestro coleccionista actual actúa como un interruptor de circuito dentro de la batería y elimina aproximadamente el 90% de las baterías de litio causadas por cortocircuits cortos por cortos circulares” “.” “”. “”. “”.
Más información: Yue Feng et al, coleccionista de corriente de polímero metalizado para baterías de iones de litio de alta energía con capacidad extrema de carga rápida, energía y materiales ambientales (2025). Dos: 10.1002/eem2.12878
Proporcionado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge
Cita: el nuevo componente reduce el costo, las limitaciones de la cadena de suministro para las baterías EV rápidas (2025, 26 de junio) recuperado el 26 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-component-chain-constraints-staast-ev.html
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