De la misma manera que una batería normal, si somos honestos. El flujo de iones desencadena una reacción química entre los materiales de la batería llamada ‘Redox’ donde, cuando descarga el poder, la oxidación ocurre en el ánodo para crear compuestos con electrones libres, que suministran energía eléctrica, y la reducción en el catodo que ve que los compuestos ganan electrones y así almacenan energía. Cuando se carga una batería el proceso se invierte.
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Los coches eléctricos están mejorando constantemente en términos de kilometraje, rendimiento y tiempo de carga – pero todavía hay mucho espacio para la mejora. Aunque el número de coches híbridos sólo es probable que aumente, los vehículos totalmente eléctricos no están listos para superar el motor de combustión interna.
Eso es porque la mayoría de EVs e híbridos dependen de motores eléctricos alimentados por baterías de iones de litio, utilizando la misma tecnología que potencia los teléfonos inteligentes y portátiles. Esencialmente una evolución en las baterías químicas, las baterías de iones de litio funcionan bien en los VE, pero hay mejores soluciones.
El uso de un electrolito líquido en baterías de iones de litio viene con un conjunto de desventajas. La capacidad y la capacidad de entregar la carga máxima se deteriora con el tiempo y las baterías de iones de litio también sangraban mucho calor, lo que exige que los sistemas de refrigeración pesados se integren en su diseño. Y gracias al líquido inflamable que contienen, las baterías de iones de litio pueden coger fuego o incluso explotar si se daña en un accidente.
Durante los últimos años, los fabricantes de automóviles han comenzado a mencionar las baterías de estado sólido como el próximo avance EVs, generalmente citando el rendimiento loco y el rango al mismo tiempo. Entonces, ¿qué hace que la batería de estado sólido sea tan buena para los VE, cómo funciona – o es sólo un montón de vapourware?
El electrolito sólido aparte, las baterías de estado sólido funcionan mucho como las de las baterías de iones de litio, ya que contienen electrodos (cahodas y ánodos) separados por un electrolito que permite a los iones cargados pasar a través de él.
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Las baterías de estado sólido tienen el potencial de reducir la huella de carbono de las baterías EV en un 39% en comparación con las baterías líquidas de iones de litio, según el grupo de campaña de Bruselas Transport and Environment (T PulE.)
Transport & Environment (T plagaE) encargó la investigación de Minviro, una empresa con sede en Londres que se especializa en el análisis del ciclo de vida de materias primas. Minviro comparó la tecnología de estado sólido emergente con las farmacias actuales de batería.
El análisis compara una batería de estado sólido NMC-811, que es una de las farmacias más prometedoras que se están desarrollando, con la actual tecnología de iones de litio. La tecnología de estado sólido utiliza material cerámico sólido en lugar de electrolitos líquidos para llevar corriente eléctrica, también haciendo las baterías más ligeras, más rápidas para cargar, y eventualmente más baratas.
Los vehículos eléctricos ya son mucho mejores para el planeta que el aceite quema, y la huella de carbono de las baterías está cayendo cada año. Pero la tecnología de estado sólido es un cambio de paso porque su mayor densidad energética significa mucho menos materiales, y por lo tanto menos emisiones, son necesarias para hacerlos.
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La batería de estado sólido es una de las soluciones más prometedoras para la futura generación de baterías, con su alta estabilidad térmica que las hace significativamente más seguras y duraderas que las baterías de vehículos eléctricos tradicionales.
Las baterías de estado sólido (SSB) utilizan electrolitos sólidos, un ánodo libre de carbono y una capa compuesta de catode. Durante la carga o descarga, los iones migran en la matriz sólida ionicamente conductiva en lugar de en la sal iónica disuelta en la solución.
Las baterías de estado sólido emplean un electrolito sólido consistente en vidrio, cerámica, polímeros sólidos o sulfitos, en lugar del gel polímero o electrolito líquido utilizado en las baterías tradicionales de iones de litio para vehículos eléctricos (EVs.)
Las baterías de estado sólido prometen mayor densidad de almacenamiento de energía, mayor fiabilidad y resistencia al desgaste, carga rápida y, lo más importante, mejora la seguridad operacional. A altas temperaturas, los electrolitos líquidos se vuelven volátiles e inflamables. Por otro lado, los electrolitos sólidos tienen alta estabilidad térmica, lo que limita el riesgo de incendio o explosión.
Teóricamente, las baterías de estado sólido pueden reemplazar las baterías de iones de litio en vehículos eléctricos. BMW, Ford, Toyota y Volkswagen están entre los fabricantes de automóviles que ya han invertido en esta tecnología. Sin embargo, las células de batería de estado sólido se crean actualmente en copias individuales en laboratorios, y la producción de masa es un proceso costoso y subdesarrollado.
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En septiembre, Toyota ofreció al mundo un vistazo al futuro de la compañía. En un video de YouTube de 11 segundos, mostró un moderno coche de cuatro puertas cruzando una pista de prueba. La actualización más importante fue el marcador emblazonado en el lado derecho del coche: “Powered by All-Solid-State Battery. ”
En los últimos años, gigantes de automóviles como Toyota, Ford y Volkswagen han estado tratando de superar las deficiencias de las baterías que potencian los vehículos eléctricos por carreras para producir una batería de próxima generación. Muchas empresas se están reuniendo alrededor de las baterías de estado sólido, que no contienen electrolitos líquidos y pueden cargar más rápido, durar más y ser menos propensos a la captura de fuego que las baterías de iones de litio actualmente en uso, según expertos en batería. Los fabricantes de automóviles han arrojado millones para perfeccionar la tecnología en la última mitad de la década.
El concurso viene en un momento crucial. Los precios del gas se han estancado, y el cambio climático ha acelerado los esfuerzos para frenar las emisiones de gases de efecto invernadero, aumentando la demanda de vehículos eléctricos. Esto ha llevado a la escasez de muchos minerales utilizados en las actuales baterías de vehículos eléctricos, en medio de preocupaciones éticas, ya que a menudo son minados por adultos y niños en condiciones de ruptura con poca protección.
Durante las últimas tres décadas, las baterías de iones de litio han sido rey. Pueden recargar rápidamente y mantener altas cantidades de energía en un pequeño paquete. Sus beneficios los hicieron omnipresentes, alimentando no sólo teléfonos celulares y tabletas electrónicas, sino marcapasos, equipos de sala de operaciones y muchos otros productos esenciales.
¿Cuántos años duran las baterías de los coches eléctricos?
Tecnología de batería de coche eléctrico Esto disminuye el alcance y el tiempo necesarios entre cada viaje a cargar. La mayoría de los fabricantes tienen una garantía de cinco a ocho años en su batería. Sin embargo, la predicción actual es que una batería de coche eléctrico durará de 10 a 20 años antes de que sean reemplazados.
¿Cuál es el reemplazo del litio?
El primo químico cercano de Lithium, sodio, ha sido la base para la investigación de nuevas baterías durante años. Una mitad de cloruro de sodio, o sal de mesa, se encuentra en la plaza debajo del litio sobre la tabla periódica, también en el grupo 1, pero más pesado.
¿Cómo funciona una batería de litio sólido?
Funcionamiento de la batería de estado sólido Los iones de litio se mueven a través del electrolito entre los electrodos. Este movimiento de partículas cargadas en una dirección particular produce corriente. Cuando los iones se mueven de la cátodo al ánodo, es decir, del electrodo positivo al electrodo negativo, se dice que está cargando.
