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  • Foto del escritorEdsson Araúz

Una batería de litio-carbono sin tierras raras y carga rápida en 90 segundos

MAHLE Powertrain y Allotrope Energy han presentado una nueva tecnología de batería que ofrece una recarga ultrarrápida, con una buena densidad de potencia. Al combinar los beneficios de los supercondensadores y las baterías tradicionales de litio, una nueva tecnología de litio-carbono permite entregar una carga completa en un tiempo similar al de reabastecer combustible en un vehículo de combustión. Además, las células Li-C están libres de metales de tierras raras, son totalmente reciclables y no son susceptibles a fugas.

Para este proyecto en conjunto las compañías han considerado como opción crear un ciclomotor eléctrico que podría usarse como un vehículo para entregas urbana que pudiera alimentar con una batería de litio-carbono de pequeña capacidad y de bajo costo que podría recargarse entre paradas en tan solo 90 segundos.

“La ansiedad por el alcance a menudo se cita como la principal barrera para la adopción de vehículos eléctricos, pero si la batería pudiera recargarse en el mismo tiempo que lleva repostar un vehículo con motor de combustión convencional, gran parte de esa preocupación desaparece. Con el aumento de la economía bajo demanda, ha habido un rápido aumento en el uso de ciclomotores de gasolina para entregas urbanas como comidas para llevar, y esto ha contribuido a los problemas de calidad del aire en nuestras ciudades. Descarbonizar estas entregas hasta ahora ha resultado difícil sin mantener un stock de costosas baterías intercambiables o cambiar a un vehículo eléctrico más grande y pesado con un mayor consumo de energía”.Dr. Mike Bassett, Jefe de Investigación de MAHLE Powertrain.

La tecnología de litio-carbono que ofrece Allotrope Energy combina los beneficios de los supercondensadores y las baterías tradicionales de iones de litio para ofrecer una celda que se puede recargar rápidamente y, que puede conservar una buena densidad de energía. La tecnología consiste en un ánodo de tipo batería de alta velocidad y un cátodo eléctrico de doble capa (EDLC) de alta capacidad, separados por un electrolito orgánico.

El resultado es una celda de batería con la que no sufre ninguno de los efectos de degradación térmica experimentados por las tradicionales baterías a base de litio. Su estabilidad, incluso a altas temperaturas, le permiten una alta entrega de corriente y una recarga rápida, sin la necesidad de una refrigeración externa compleja o sistemas de gestión de baterías elaborados.

Además, su cátodo de estilo condensador permite una vida útil de más de 100,000 ciclos, mucho mayor que las baterías convencionales, mientras que la eliminación de los metales de tierras raras y la reciclabilidad completa del diseño lo hacen mejor para el medio ambiente, aunque el manejo del litio puede seguir siendo un problema.

MAHLE como parte del proyecto, se enfoco escenario de un servicio de entrega de comida rápida de ciclomotor con un alcance objetivo de 25 km. En caso de usar una batería convencional de iones de litio de 500 Wh se requeriría una recarga a mitad de turno que, aunque se use un cargador rápido, tardaría más de 30 minutos. Además, se tiene el problema, que la carga rápida reduce la duración de la batería con lo que probablemente deba ser reemplazada cada dos años como máximo.

Sin embargo, con un paquete de litio-carbono podría recargarse a 20 kW en solo 90 segundos, logrando una carga completa en el tiempo necesario para que se recoja la próxima entrega. También, con la carga ultrarrápida, el tamaño de la batería se puede optimizar para adaptarse a escenarios en los que se utilizará el vehículo, lo que además de contribuir al ahorro de peso, también se reducen los costos de operación.

La solución que ideó el equipo del Dr. Mike Bassett de MAHLE, utiliza su propio almacenamiento de energía basado en condensadores incorporados para ofrecer una carga ultrarrápida de hasta 20 kW al aumentar la potencia de una conexión monofásica típica de 7 kW, reduciendo así el costo y la complejidad al tiempo que elimina la necesidad de costosas actualizaciones de conexión a la red eléctrica.

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