211service.com
Startup cuenta con mejores baterías de litio
Una empresa de California llamada Envia Systems está desarrollando una batería que promete almacenar el doble de energía que las baterías de iones de litio, del tipo que se usa normalmente en los coches eléctricos.
El material del cátodo de Envia se puede utilizar en varios factores de forma, incluidas las celdas cilíndricas tradicionales (en la imagen), así como el tipo de celdas que se encuentran en los vehículos.
Envia ha recibido inversiones de General Motors, que podría ser uno de los mayores compradores de baterías de iones de litio para automóviles en los próximos años gracias a una línea planificada de automóviles enchufables, incluido el Chevy Volt. El brazo de capital de riesgo del fabricante de automóviles, GM Ventures, anunció una inversión de $ 7 millones en la puesta en marcha el mes pasado.
Envia dice que sus baterías podrían reducir el costo de los vehículos enchufables al reducir la necesidad de metales costosos y al reducir la cantidad de celdas necesarias para almacenar una cantidad determinada de energía en el paquete de baterías de un vehículo. En las baterías actuales, existe un desequilibrio entre los dos electrodos: los ánodos están equipados para aceptar mucha más carga de la que pueden suministrar los cátodos. Las baterías de Envia utilizan un cátodo rico en manganeso, lo que le permite retener más carga.
Elton Cairns , profesor de ingeniería química en la Universidad de California, Berkeley, dice que un cátodo a base de manganeso debería ayudar a reducir los costos de las baterías. La mayoría de las otras células de óxido contienen cobalto, lo que es caro, dice. Sin embargo, ya hay algunas baterías que tienen poco o nada de cobalto.
La receta de Envia incluye cátodos ricos en manganeso de alta capacidad con una estructura compuesta en capas (hecha con dos componentes en capas diferentes) basada en tecnología con licencia del Laboratorio Nacional Argonne.
Según el presidente de GM Ventures, Jon Lauckner, GM, Envia y otras compañías han otorgado licencias de diferentes patentes de una familia de propiedad intelectual relacionada con la tecnología de cátodos compuestos en capas y ricos en manganeso.
La versión actual del Volt de GM utiliza baterías de iones de litio fabricadas con cátodos de espinela de litio y manganeso (la espinela se refiere a la disposición tridimensional de los átomos en el material). El material del cátodo tiene componentes activos, a través de los cuales se mueven los iones de litio cuando la batería está cargada o descargada, e inactivos, que ayudan a estabilizar el material activo y prolongar la vida útil de la batería, una cualidad vital en las baterías de automóviles eléctricos.
El cátodo de Envia utiliza materiales relativamente económicos. Aunque el costo está en el mismo nivel que el que usan los fabricantes de celdas en la actualidad, dice Lauckner, el material podría ofrecer una mejora de un tercio en la densidad de energía a nivel de celda en comparación con lo que hay en el mercado hoy. Esta cifra se basa en datos de un prototipo que Envia diseñó para una aplicación de vehículo GM específica.
Envia también ha comenzado a trabajar en ánodos de densidad de energía más alta, con un Subvención de $ 4 millones de la Agencia-Energía de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de EE. UU. El año pasado, en asociación con Argonne, Envia se propuso desarrollar ánodos nanocompuestos de silicio-carbono con la idea de integrarlos con cátodos de alta capacidad y diseñar procesos para aumentar la producción a grandes volúmenes.
Durante los próximos tres años, Envia espera desarrollar una batería para vehículos totalmente eléctricos. Impulsaremos la densidad de energía lo más alto que podamos ajustando variables como los recubrimientos, la porosidad y la composición del material, dice el cofundador de Envia y director de desarrollo comercial, Michael Sinkula. Envia se adjudicó un contrato de $ 3,65 millones en diciembre por el Consorcio de Baterías Avanzadas de los Estados Unidos (una coalición entre Chrysler, Ford y General Motors) para emprender esta iniciativa.
En última instancia, el objetivo de Envia es construir una batería que tenga una capacidad de más de 400 vatios-hora por kilogramo, el triple que las baterías de vehículos actuales, según Sinkula. Actualmente, dice, los mejores resultados de laboratorio de Envia muestran más de 300 vatios-hora por kilogramo. Pero Sinkula cree que con un nuevo material de ánodo para igualar el potencial del cátodo de la empresa, se logrará el objetivo más alto.
Si esos 300 son reales, dice Cairns, sería una mejora significativa. Pero dice que este desempeño debe ser demostrado y verificado por un tercero. Incluso después de la verificación independiente, un gran signo de interrogación se cernirá sobre la promesa de Envia de entregar una batería mejor hasta que comience a producir celdas en volúmenes más grandes. Cairns dice que hasta que tenga algún nivel de producción industrial (muchos miles de celdas al año), realmente no tendrá la oportunidad de probar en el rango de condiciones, como temperaturas altas y bajas, y carga rápida, que un producto comercial tendrá que resistir.