Baterías avanzadas para vehículos eléctricos de QuantumScape. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

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Baterías EV avanzadas de QuantumScape

12.12.2020

Las baterías de metal de litio de estado sólido de QuantumScape prometen ser baterías de vehículos eléctricos de segunda generación con un alcance comparable al de los vehículos ICE.

Anteriormente, las baterías de metal de litio de estado sólido se consideraban prometedoras, pero sufrían muchos efectos secundarios negativos. En particular, eran más seguros y de mayor capacidad que los de iones de litio, pero tenían un rango de temperatura de funcionamiento estrecho. Se dice que las baterías QuantumScape están libres de las dolencias infantiles de las baterías de metal de litio de estado sólido y podrían ser comercialmente viables en tan solo cuatro años.

Las baterías nuevas no tienen ánodo. Más precisamente, en la producción de baterías QuantumScape no se fabrica el ánodo. Este electrodo se forma en una celda de batería ya ensamblada mediante la deposición de metal de litio durante el proceso de carga de la celda. La tasa de deposición de litio declarada durante la formación del ánodo supera todas las cifras anteriores y alcanza una micra por minuto, lo que promete una alta densidad de corriente de carga y una carga rápida: hasta el 80 % de la capacidad en 15 minutos.

El ánodo de la batería está diseñado con "cero exceso de litio". En otras palabras, incluso una cantidad mínima de litio en forma de hoja o depósito en el sitio de formación del ánodo no es necesaria durante la producción de la celda. Esto reduce significativamente el costo y simplifica la producción de células.

Otro invento importante de QuantumScape fue la creación de un separador cerámico que separa los electrodos. El separador QuantumScape es más delgado que un cabello humano y no es inflamable. En una celda de iones de litio convencional, el separador está hecho de materiales orgánicos y es una de las razones del peligro de incendio de las celdas. Cabe señalar que las celdas de la batería QuantumScape se fabricarán en forma de "bolsas", y no en un factor de forma cilíndrico. Quizás esta sea una de las características del uso de separadores cerámicos.

Las baterías QuantumScape también cuentan con cátodos gruesos capaces de manejar corrientes de alta densidad superiores a 3 mAh/cm2 durante una hora de carga y descarga con corrientes de 1C. Después de pasar por 800 ciclos de carga y descarga, las celdas de QuantumScape retuvieron más del 80 % de su capacidad, prometiendo potencialmente cientos de miles de millas con una sola batería. Más importante aún, las baterías mantienen su rendimiento hasta -30 °C, lo que no era posible con diseños alternativos. Además, debido al hecho de que se elimina el grafito o el grafito-silicio del ánodo, la sustancia electrolítica no se degrada durante las reacciones secundarias en los procesos de carga y descarga de la celda. Esto mantiene los parámetros operativos de la celda el mayor tiempo posible.

QuantumScape promete llevar la capacidad de las baterías comerciales de metal de litio de estado sólido al máximo probado en laboratorio de 1000 Wh/L. Así, la capacidad de la batería puede aumentar en un 80% en comparación con las mejores celdas de iones de litio modernas y llevar la gama de vehículos eléctricos a valores comparables a las capacidades de los automóviles con motores de combustión interna.

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