Recientemente, investigadores chinos han superado los cuellos de botella de densidad energética y rendimiento de las baterías de ion de litio convencionales, desarrollando celdas de bolsa con una densidad energética superior a 600 watt-hours/kg y baterías de módulo con una capacidad de 480 watt-hours/kg. Estos indicadores de rendimiento mejoran directamente la densidad energética y la vida útil de las baterías de ion de litio existentes entre 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 reduciendo al mismo tiempo el peso y el tamaño es un desafío técnico que investigadores de todo el mundo se esfuerzan por superar.

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

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

Hu Wenbin, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Tianjin y líder del equipo, explicó que, gracias a esta innovación, el equipo de investigación alcanzó los objetivos de rendimiento de la batería de alta densidad energética "Battery600" y logró 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 presenta 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 Nacional Clave de Materiales Funcionales de Metales Preciosos, el equipo está promoviendo activamente la transformación técnica y la verificación de aplicación de estos resultados. 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 de pequeño tamaño en mi país, aumentando el tiempo de vuelo en 2.8 veces en comparación con las baterías existentes.

Se informa que el equipo domina 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 las tecnologías clave son controlables de forma independiente, y el equipo tiene la capacidad de producir en masa con alta consistencia. Se espera que entre en producción plena en la segunda mitad de este año.