Científicos chinos resuelven el problema del "miedo al frío" de las baterías de litio, la autonomía de los vehículos eléctricos podría superar los 1000 kilómetros

En el futuro, la autonomía de los vehículos eléctricos podría dejar de ser un sueño. El 19 de marzo, una buena noticia llegó desde el Instituto de Tecnología Aeroespacial de Shanghai, parte de China Aerospace Science and Technology Corporation: un equipo conjunto formado por investigadores del Instituto 811 de Shanghai y de la Universidad de Nankai publicó en la revista académica de mayor prestigio internacional, Nature, un avance revolucionario en el campo de las baterías de litio.

El equipo logró desarrollar un nuevo electrolito de hidrofluorocarbono, que no solo ha multiplicado por varias veces la densidad de energía de las baterías de litio, sino que también ha resuelto de manera definitiva el problema de funcionamiento en bajas temperaturas, una de las principales limitaciones de la industria. Esto significa que en el futuro, un vehículo eléctrico podrá recorrer fácilmente más de 1000 kilómetros con una sola carga, e incluso en ambientes extremadamente fríos de hasta -70°C, podrá seguir funcionando normalmente.

El equipo conjunto del Instituto 811 de Shanghai y la Universidad de Nankai publicó en la revista Nature un avance de gran impacto en el campo de las baterías de litio.

Durante mucho tiempo, aunque las baterías de litio se han popularizado, han estado limitadas por dos grandes desventajas: el miedo al frío y la baja capacidad de almacenamiento de energía.

El investigador Li Yong, del Instituto 811 de Shanghai, explicó que las baterías de litio comerciales actuales tienen una densidad de energía de aproximadamente 300 vatios-hora por kilogramo a temperatura ambiente. Sin embargo, cuando la temperatura ambiente desciende a -20°C, su rendimiento se reduce a la mitad, con una densidad de energía que cae por debajo de los 150 vatios-hora por kilogramo. Esta es la razón principal por la que los vehículos eléctricos reducen significativamente su autonomía en invierno y los teléfonos móviles se apagan automáticamente en exteriores.

El último avance mencionado eleva la densidad de energía de las baterías a más de 700 vatios-hora por kilogramo a temperatura ambiente, y en condiciones de -50°C, aún puede alcanzar aproximadamente 400 vatios-hora por kilogramo, superando ampliamente los niveles actuales en condiciones normales.

En términos simples, una batería de igual peso con esta nueva tecnología puede almacenar entre dos y tres veces más energía que las actuales. Para los consumidores comunes, la percepción más inmediata será que la autonomía de los vehículos eléctricos pasará de unos 500-600 kilómetros a 1000 kilómetros o más, eliminando la ansiedad por la distancia.

El secreto de este avance radica en la innovación en el “sangre” de la batería: el electrolito. El electrolito es la vía que conecta los polos positivo y negativo de la batería, encargada de transmitir la carga eléctrica. Los electrolitos tradicionales se basan principalmente en oxígeno y nitrógeno, que aunque disuelven sales de litio, no ofrecen un camino lo suficientemente amplio y fluido, limitando la eficiencia en la transmisión de carga y provocando que las baterías tengan poca capacidad y sean sensibles al frío.

El equipo de investigación tomó un camino diferente, enfocándose en el elemento fluor, que comparte el mismo período en la tabla periódica que el oxígeno. Frente a la barrera técnica de que el fluor es difícil de disolver en sales de litio, el equipo, tras años de investigación, logró sintetizar un nuevo disolvente que contiene fluoruro de alquilo monofluorado.

Este nuevo electrolito es como una autopista mejorada, más suave y estable, que aumenta significativamente la velocidad de movimiento de los iones en bajas temperaturas, permitiendo que la batería mantenga su potencia incluso en condiciones de frío extremo.

Los experimentos demostraron que las baterías que utilizan esta tecnología pueden funcionar normalmente incluso a -70°C, una capacidad que les permite afrontar entornos severos como las expediciones a la Antártida o las misiones de exploración en el espacio profundo.

En este desarrollo, el Instituto 811 de Shanghai jugó un papel fundamental, encargándose de toda la cadena de investigación, desde la optimización del electrolito y el diseño de la batería hasta la validación en condiciones reales, demostrando la sólida capacidad tecnológica de China en el campo de las fuentes de energía de vanguardia.

Li Yong explicó que el significado de esta tecnología va mucho más allá de los datos de laboratorio; traerá cambios disruptivos en múltiples ámbitos. En el sector de alta tecnología, permitirá que satélites, drones y robots inteligentes tengan una mayor autonomía y capacidad de carga en ambientes extremadamente fríos; en la vida cotidiana, resolverá los obstáculos de rendimiento en las próximas generaciones de baterías para vehículos eléctricos y teléfonos móviles, logrando avances cualitativos en la autonomía de los autos y en la duración de la batería en frío, además de solucionar los problemas de capacidad de almacenamiento y adaptación a diferentes temperaturas, abriendo camino hacia un futuro energético más potente y seguro.