El Instituto de Tecnología de Tokio de Japón ha elevado la capacidad de las baterías de estado sólido para el nivel más alto del mundo.
Según Jiemian News el 16 de julio, no hace mucho, un equipo de investigación compuesto por Ryoji Kanno, un distinguido profesor del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón, ha mejorado con éxito la funcionalidad de carga rápida y la capacidad de las baterías de estado sólido. El análisis se realizó mediante el establecimiento de nuevos materiales estándar y el reestudio del proceso de fabricación. Los artículos asociados se han publicado en la revista estadounidense "Science". Las baterías de estado sólido son un nuevo tipo de batería. A diferencia de otras baterías, no hay electrolito líquido, sino que se utilizan polímeros, óxidos o sulfuros como electrolitos sólidos.
Toyota reveló recientemente su ambición de reducir a la mitad el tamaño, el precio y el peso de sus baterías de automóviles eléctricos tras un avance en las tecnologías de baterías de estado sólido, según el Economic Times. Keiji Kaita, el principal experto en baterías de Toyota, declaró el cuatro de julio que la optimización del proceso de producción de los suministros de baterías reducirá el precio de su tecnología de próxima generación. "Para nuestras baterías líquidas y de estado sólido, nuestro objetivo es revolucionar la situación actual en la que las baterías son demasiado grandes, demasiado pesadas y demasiado caras", afirmó Keiji Kaita, "En términos de potencial, nuestro objetivo es reducir a la mitad todos estos elementos". Además, Ma Cheng, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, ha desarrollado un nuevo tipo de electrolito de estado sólido. Su rendimiento integral es similar al de los electrolitos de estado sólido de sulfuro y cloruro más sofisticados, pero el precio es inferior al 4% de este último, lo que es adecuado para la aplicación industrial.
La batería de estado sólido de Japón ha logrado un nuevo avance
Según Jiemian News, la investigación mencionada anteriormente del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón ha desarrollado y creado un electrolito sólido con mayor conductividad iónica mediante el uso de componentes de alta entropía. Al aumentar la complejidad composicional de los conductores de iones de litio rápidos conocidos, la conductividad de los iones de litio es aproximadamente de 2,3 a 3,8 veces la de los materiales clásicos, lo que puede acortar el tiempo de carga de la batería. Esto significa que los indicadores que afectan al rendimiento de la carga de la batería pueden aumentarse hasta 3,8 veces en comparación con las baterías estándar actuales, lo que actualmente es el nivel más alto del mundo.
Además, el grupo de estudio mejoró el enfoque de fabricación, y el electrodo negativo utiliza metal de litio en lugar de grafito clásico, lo que aumenta la capacidad del electrodo positivo en 1,8 veces en comparación con el actual en términos de área unitaria del electrodo. La batería de estado sólido de prueba producida presenta una capacidad de batería de más de 20 miliamperios por centímetro cuadrado de electrodo, que es el nivel más alto actualmente anunciado en el mundo.
En el mercado actual de baterías de energía, las baterías de litio líquido aún ocupan una posición dominante. Sun Shigang, un académico de la Academia de Ciencias de China, declaró una vez que la densidad de energía de las baterías de litio actuales está cerca del límite teórico. En los últimos diez años, la densidad de energía de las baterías de litio líquido ha aumentado de 2 a 3 veces. En comparación con las baterías de litio líquido, las baterías de estado sólido poseen las ventajas de una alta densidad de energía, una alta seguridad y una larga vida útil, y el mercado generalmente las considera las tecnologías de baterías de energía de próxima generación.
En los últimos años, han surgido varios logros nuevos en las baterías de estado sólido en la comunidad académica, muchos de los cuales son científicos chinos.
Según "Guangming Daily", el profesor Ma Cheng de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado y sintetizado una nueva forma de electrolito sólido: oxicloruro de circonio y litio. El costo es inferior al 4% de este último, lo que es adecuado para la aplicación industrial. El estudio se publicó en la revista académica de renombre internacional Nature Communications el 27 de junio de este año.
En el camino hacia la industrialización de las baterías de litio de estado sólido, las organizaciones japonesas son más agresivas. A principios de junio de este año, Toyota anunció la última estrategia para la comercialización de baterías de estado sólido. Ya en 2027, Toyota pondrá a disposición automóviles eléctricos equipados con baterías de estado sólido, que pueden recorrer unos 1.200 kilómetros en menos de 10 minutos.
¿La batería de estado sólido de Toyota es un cambio de juego?
Según el Financial Connected Press, Toyota dijo el martes (4 de julio) que ha logrado un gran avance en la tecnología de baterías de estado sólido que puede reducir a la mitad el peso, el volumen y el precio de las baterías, lo que podría traer enormes beneficios para el avance de los vehículos eléctricos. fuerza motriz.
El segundo fabricante de automóviles más grande del mundo está actualmente persiguiendo una estrategia para lanzar coches eléctricos con baterías de estado sólido avanzadas para 2025. En comparación con las baterías líquidas, las baterías de estado sólido tienen mayores ventajas.
Keiji Kaida, presidente del Centro de I+D de Carbono Neutral de Toyota, dijo: "Ya sea una batería líquida o una batería de estado sólido, nuestro objetivo es cambiar por completo la situación actual en la que las baterías son demasiado grandes, demasiado pesadas y demasiado caras. En términos de potencial en este sentido, vamos a apuntar a reducir a la mitad esos factores.
Haitian señaló que la empresa ha desarrollado formas de mejorar la durabilidad de la batería y cree que ahora puede crear baterías de estado sólido con una autonomía de 1.200 kilómetros y un tiempo de carga de diez minutos o menos.
David Bailey, profesor de economía empresarial en la Universidad de Birmingham, cree que si las afirmaciones de Toyota son ciertas, este podría ser un momento histórico para el futuro de los automóviles eléctricos. "A menudo hay algún avance en la etapa de prototipo, pero es difícil aumentar la producción". Añadió: "Si es realmente un gran avance, entonces puede ser un cambio disruptivo, incluso para los automóviles eléctricos. El Santo Grial en el mercado.
Según el Financial Times, la empresa espera comenzar a producir baterías de estado sólido para vehículos eléctricos en 2027.
Según un informe anterior de Meijing.com, ya en agosto de 2020, los automóviles eléctricos Toyota equipados con baterías de estado sólido obtuvieron licencias y comenzaron los experimentos de conducción. Toyota reveló a los periodistas que antes de 2025, las baterías de estado sólido de Toyota se producirán en masa a pequeña escala, y primero se instalarán en automóviles híbridos; para 2030, las baterías de estado sólido de Toyota lograrán una producción continua y estable.
"Durante el proceso de desarrollo, aprendimos que los iones de la batería de estado sólido se moverán a mayor velocidad dentro de la batería para lograr una alta potencia de salida. Esperamos que esta característica pueda utilizarse en vehículos híbridos para aprovechar la batería de estado sólido". Toyota expresa.
En 2021, Toyota Motor anunció que para 2030, se espera invertir 1,5 billones de yenes (aproximadamente 88.120 millones de RMB) en el desarrollo de baterías de energía y su cadena de suministro de baterías, con el fin de tomar la delantera en áreas tecnológicas clave de la automoción en la próxima década, y mantener una competitividad sostenida en el precio de los automóviles eléctricos e híbridos.
Según un informe de CNR.com el 4 de julio, el reportero se enteró de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China de que el profesor Ma Cheng de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha creado una nueva forma de electrolito de estado sólido. Su rendimiento integral es similar al de los electrolitos de estado sólido de sulfuro y cloruro más sofisticados, pero el precio es inferior al 4% de este último, adecuado para la aplicación industrial. El 27 de junio, el logro se publicó en la revista académica de renombre internacional Nature Communications.
Si bien tiene una fuerte ventaja de precio, el rendimiento integral del oxicloruro de circonio y litio es comparable al de los electrolitos de estado sólido de sulfuro y cloruro más sofisticados. Los experimentos han demostrado que la batería de litio de estado sólido compuesta por oxicloruro de circonio y litio y un electrodo positivo ternario de alto níquel ha demostrado un rendimiento excelente: en la condición de carga rápida durante 12 minutos, la batería aún funciona eficazmente a temperatura ambiente durante más de 2000 ciclos.
Según los investigadores, el oxicloruro de circonio y litio puede lograr un rendimiento comparable al de los electrolitos de estado sólido de sulfuro y cloruro más avanzados al costo actual más bajo, lo que es de gran importancia para la industrialización de las baterías de litio de estado sólido.