Una compañía de defensa británica, Qinetiq, está poniendo a prueba un nuevo tipo de batería de litio-ion para vehículos híbridos y eléctricos que podría, al mismo tiempo, resultar más barata y más potente que las baterías actuales.

La batería está basada en la química del litio-ion y el sulfuro de hierro, que posee una serie de ventajas sobre la química de las baterías existentes, afirma Gary Mepsted, director técnico del grupo de fuentes de energía de Qinetiq. La nueva batería costaría la mitad de lo que cuestan las baterías de vehículos existentes y podría durar más tiempo, así como recargarse más rápidamente en comparación con otras baterías de litio. Mepsted afirma que al compararse con las baterías de litio-ion estándar, la nueva batería ha demostrado poseer una densidad de energía alrededor de 1,6 veces mayor (lo que serviría para extender el rango de autonomía de los vehículos eléctricos) y un 50 por ciento más de densidad de potencia (lo que permitirá a los híbridos cargarse y descargarse más rápidamente).

Desde hace ya tiempo los investigadores han venido considerando las baterías de litio-ion como una alternativa de gran atractivo frente a las caras baterías basadas en metal que actualmente se utilizan en los híbridos. Sin embargo, y aunque las baterías de litio-ion estándar son relativamente baratas y pueden almacenar alrededor del doble de la energía que almacenan las células de hidruro de níquel metal estándar, los desarrolladores han tenido que enfrentarse a una serie de retos tecnológicos para hacer que sean prácticas en los vehículos.

Los vehículos eléctricos conectables necesitan baterías con densidades de energía más altas para así poder extender su rango entre cargas, afirma Mepsted. Y para los híbridos, la densidad de potencia de las baterías estándar de litio-ion está por debajo del ideal para poder soportar las rápidas cargas y descargas asociadas con los sistemas de frenado regenerativo que se utilizan en los híbridos.

Otro problema viene dado por la seguridad, afirma Jeff Dahn, profesor de física y química en la Universidad Halhousie de Halifax, Canadá. En los pequeños dispositivos como, por ejemplo, los teléfonos móviles, esto no es tan problemático, afirma. “Sin embargo en las células de gran tamaño, resulta complicado mantener la estabilidad bajo condiciones extremas, tales como las sobrecargas o las colisiones, que pueden provocar que las baterías entren en combustión o incluso acaben explotando.

El método de Qinetiq consiste en la fabricación de cátodos a partir de sulfuro de hierro de litio-ion en vez del más comúnmente utilizado óxido de litio-cobalto. Dado que este tipo de química da como resultado dos iones de litio por cada sulfuro, se provoca un incremento masivo de la densidad de energía.

El coste es un problema importante, afirma Dahn. “Las baterías son entre tres y cinco veces más caras de lo que desearíamos,” afirma. Sin embargo, y aunque existen ventajas en cuanto a costes y energía a la hora de utilizar el sulfuro de hierro, puede resultar problemático en cuanto a su manufactura. “El sulfuro de hierro es estable en el aire, pero cuando reacciona con el litio pierde su estabilidad,” afirma.

Qinetiq afirma que ha logrado solucionar este problema, aunque la compañía no entra en detalles sobre cómo lo ha hecho. En base a estimaciones previas, y mediante el uso de bajos volúmenes de material, las nuevas baterías deberían costar la mitad de las baterías de hidruro de níquel metal convencionales, afirma Mepsted.

Desarrollada como parte de un proyecto de 3,2 millones de dólares a dos años en colaboración con Ricardo, con sede en Warwickshire, la batería se ha puesto a prueba por ahora sólo bajo condiciones limitadas. En el laboratorio, la célula ha demostrado unas mejoras del 50 por ciento en cuanto a las cuotas de descarga. “Se necesita un mayor desarrollo de la química de la célula antes de que su producción pueda ser considerada,” afirma Colin Wren, investigador de Ricardo. Sin embargo, y puesto que se puede ajustar para tanto una mayor densidad de energía como para una mayor densidad de potencia, Wren afirma que la tecnología podría utilizarse tanto en eléctricos conectables como en híbridos.