Nuevo concepto de batería para alcanzar los 1000 km de autonomía del vehículo eléctrico

Nuevo concepto de batería para alcanzar los 1000 km de autonomía del vehículo eléctrico

Hoy en día no se puede conseguir una buena autonomía con los coches eléctricos. Una razón es que las baterías requieren mucho espacio. Los científicos de Fraunhofer están apilando grandes células una encima de la otra. Esto proporciona a los vehículos más potencia. Las pruebas iniciales en el laboratorio han sido positivas. A medio plazo, los socios del proyecto se esfuerzan por conseguir una autonomía de 1000 kilómetros para los vehículos eléctricos .

Dependiendo del modelo, los autos eléctricos están equipados con cientos o miles de celdas de batería separadas. Cada uno está rodeado por una carcasa, conectado al automóvil a través de terminales y cables, y monitoreado por sensores. El alojamiento y el contacto ocupan más del 50 por ciento del espacio. . Por lo tanto, las células no pueden empaquetarse densamente como se prefiere. El diseño complejo roba espacio. Otro problema: en las conexiones de las celdas pequeñas se generan resistencias eléctricas que reducen la potencia.

Más espacio para las baterías para mejorar el alcance

Bajo la marca EMBATT, el Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS de Dresde y sus socios han transferido el principio bipolar conocido de las pilas de combustible a la batería de litio. En este enfoque, las celdas de batería individuales no se ensartan por separado una al lado de la otra en pequeñas secciones; en cambio, se apilan directamente uno encima del otro en un área grande. Por lo tanto, se elimina toda la estructura para la carcasa y el contacto. Como resultado, caben más baterías en el automóvil.

A través de la conexión directa de las celdas en la pila, la corriente fluye por toda la superficie de la batería. La resistencia eléctrica se reduce así considerablemente. Los electrodos de la batería están diseñados para liberar y absorber energía muy rápidamente. “Con nuestro nuevo concepto de embalaje, esperamos aumentar la autonomía de los coches eléctricos a medio plazo hasta los 1000 kilómetros”, afirma la Dra. Mareike Wolter, directora de proyectos de Fraunhofer IKTS. El enfoque ya está funcionando en el laboratorio. Los socios son ThyssenKrupp System Ingeniería e IAV Automoción Ingenieria.



Los materiales cerámicos almacenan energía

El componente más importante de la batería es el electrodo bipolar: una cinta metálica que está recubierta en ambos lados con materiales de almacenamiento de cerámica . Como resultado, un lado se convierte en el ánodo y el otro en el cátodo. Como el corazón de la batería, almacena la energía. “Utilizamos nuestra experiencia en tecnologías cerámicas para diseñar los electrodos de manera que ocupen el menor espacio posible, ahorren mucha energía, sean fáciles de fabricar y tengan una larga vida”, dice Wolter. Los materiales cerámicos se utilizan como polvos. Los científicos los mezclan con polímeros y materiales eléctricamente conductores para formar una suspensión. “Esta formulación tiene que ser especialmente desarrollada, adaptada para la parte delantera y trasera de la cinta, respectivamente”, explica Wolter. Se aplica el Fraunhofer IKTS la suspensión a la cinta en un proceso de rollo a rollo . “Una de las competencias centrales de nuestro instituto es adaptar los materiales cerámicos del laboratorio a una escala piloto y reproducirlos de manera confiable”, dice Wolter, describiendo la experiencia de los científicos de Dresde. El próximo paso planificado es el desarrollo de celdas de batería más grandes y su instalación en automóviles eléctricos. Los socios tienen como objetivo realizar pruebas iniciales en vehículos para 2020.

Fuente: Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS