Recientemente, investigadores chinos han superado los cuellos de botella de densidad energética y rendimiento de las baterías de iones de litio convencionales, desarrollando celdas de paquete blando con una densidad energética superior a 600 vatios-hora/kg y módulos de batería con una capacidad de 480 vatios-hora/kg. Estos indicadores de rendimiento mejoran directamente la densidad energética y la autonomía de las baterías de iones de litio existentes en 2-3 veces.

Con el rápido desarrollo de campos emergentes como el transporte eléctrico, la economía de baja altitud, la electrónica de consumo y los robots humanoides, la demanda de baterías recargables de alta energía y larga duración se está volviendo cada vez más urgente. La densidad energética es una métrica central de las baterías, y cómo almacenar más energía mientras se reduce el peso y el tamaño es un desafío técnico que investigadores de todo el mundo están tratando de superar.

Las baterías de metal de litio, con una densidad energética teórica significativamente mayor que las baterías de iones de litio convencionales, se consideran una tecnología de batería de próxima generación que puede abordar los cuellos de botella de rendimiento y la autonomía de las baterías existentes. Sin embargo, los diseños actuales de electrolitos tienen dificultades para cumplir simultáneamente con los requisitos de mayor salida energética y vida útil de las baterías.

Después de años de investigación innovadora y avances técnicos, un equipo de investigación de la Universidad de Tianjin y sus colaboradores han desarrollado un concepto de diseño "deslocalizado" pionero para electrolitos de baterías de metal de litio de alta energía. Este concepto rompe con la dependencia del diseño tradicional de electrolitos en una estructura de solvatación dominante, logrando tanto una mayor densidad energética como un mejor rendimiento general. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista académica internacional Nature el 13 de agosto.

Hu Wenbin, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Tianjin y líder del equipo, explicó que, a través de esta innovación, el equipo de investigación logró los objetivos de rendimiento para la batería de alta densidad energética "Battery600" y consiguió con éxito la escalabilidad para el paquete de baterías de alta densidad energética "Pack480", sentando una base importante para la futura aplicación de las baterías de metal de litio. Además, la tecnología también exhibe una excelente estabilidad de ciclo y seguridad.

Actualmente, aprovechando plataformas nacionales como la Plataforma de Innovación de Integración Industria-Educación en Tecnología de Almacenamiento de Energía de la Universidad de Tianjin y el Laboratorio Clave Nacional de Materiales Funcionales de Metales Preciosos, el equipo está promoviendo activamente la transformación técnica y la verificación de aplicación de estos hallazgos. Ya han establecido una línea de producción piloto para baterías de metal de litio de alta energía, que se han aplicado con éxito a tres modelos de vehículos aéreos no tripulados totalmente eléctricos en miniatura en nuestro país, aumentando el tiempo de vuelo en 2,8 veces en comparación con las baterías existentes.

Se informa que el equipo ha dominado actualmente las tecnologías centrales de toda la cadena de baterías de litio de alta energía, es decir, "materiales-electrolito-electrodo-batería". Todas las materias primas y tecnologías clave son independientes y controlables, y el equipo tiene la capacidad de producir en masa con alta consistencia. Se espera que entre en plena producción en la segunda mitad de este año.