¿Baterías de iones de litio sin cobalto? Es casi hora …

Con una nueva mezcla de elementos metálicos que actúan como cátodos, los investigadores están muy cerca de eliminar por completo el cobalto de las baterías de iones de litio.

¿Baterías de iones de litio sin cobalto? Es casi hora ...

Investigadores de la University of California Irvine y cuatro laboratorios estadounidenses han encontrado una forma de fabricar cátodos para baterías de iones de litio sin utilizar cobalto, un mineral problemático que se encuentra por motivos geopolíticos y con precios muy volátiles.

Como se describe en un artículo publicado esta semana en Nature, los científicos lograron superar las inestabilidades térmicas y químico-mecánicas de los cátodos compuestos de níquel (sustituto del cobalto) y varios otros elementos metálicos.

Dopaje de alta entropía

Gracias a una técnica llamada «dopaje de alta entropía«, investigadores estadounidenses han fabricado un cátodo estratificado libre de cobalto. La verdadera novedad es el hecho de que se han resuelto los problemas de seguridad y estabilidad relacionados con las baterías con alto contenido de níquel, allanando el camino para aplicaciones comerciales a gran escala.

Como se mencionó, el cobalto es uno de los puntos débiles en la cadena de suministro de las baterías de los automóviles eléctricos. De hecho, la mayor parte de este mineral se extrae en la República Democrática del Congo en condiciones infrahumanas para los trabajadores, además de ser el detonante de la violencia y el conflicto armado.

Por estas razones, pero también porque el cobalto puede dañar las baterías de iones de litio, los científicos están buscando alternativas. Por el contrario, los cátodos a base de níquel también tienen problemas como una mala tolerancia al calor, lo que puede provocar oxidación, pérdida de calor e incluso explosión.

Solucionados los problemas de níquel en los cátodos. Se abre una nueva etapa para las baterías

Pero esta vez, los investigadores estadounidenses utilizaron una fusión de metales de transición, magnesio, titanio, manganeso, molibdeno y niobio. Empleando una variedad de instrumentos de difracción de rayos X de sincrotrón, microscopía electrónica de transmisión y nanotomografía 3D, determinaron que su cátodo de cobalto cero exhibió un cambio volumétrico cero durante el uso repetido. La estructura altamente estable es capaz de resistir más de 1000 ciclos y altas temperaturas, lo que la hace comparable a los cátodos con un contenido de níquel mucho más bajo.

Esta investigación podría ser el comienzo de una nueva fase para el desarrollo de una alternativa densa en energía a las baterías existentes.

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