Crean una batería de litio inteligente que alerta de sobrecalentamientos

El objetivo de este invento es crear un sistema de alerta temprana que salva vidas y las propiedades del aparato. Dicho sistema es capaz de detectar los problemas que se producen durante el funcionamiento normal de una batería pero no a baterías dañadas en una colisión u otro accidente.

Este estudio nació tras una serie de incidentes que determinaban que, en los últimos años, ha aumentado la preocupación por la seguridad de las baterías de iones de litio; con el fin de reducir las posibilidades de un incendio de la batería a una en mil millones o incluso, a cero.

Una batería de iones de litio típico consta de dos electrodos apretados (un ánodo de carbono y un cátodo de óxido de metal de litio) con un separador de polímero ultra fino en el medio, que los mantiene sin unir. Si está dañado, la batería podría producir un cortocircuito y encender la solución electrolítica inflamable que transporta los iones de litio ida y vuelta.

El separador está hecho del mismo material usado en botellas de plástico, así que defectos de fabricación, tales como partículas de metal y el polvo, pueden perforar el separador y disparar un cortocircuito. El incendio también puede ocurrir cuando la batería se carga demasiado rápido o cuando la temperatura es demasiado baja, un fenómeno conocido como sobrecarga.

Para evitar este problema, el equipo de científicos aplicó una nanocapa de cobre sobre un lado de un separador de polímero, creando un innovador tercer electrodo a medio camino entre el ánodo y el cátodo. De este modo, la capa de cobre actúa como un sensor que permite medir la diferencia de voltaje entre el ánodo y el separador. Cuando las dendritas crecen lo suficiente como para llegar a la capa de cobre, el voltaje cae a cero. Eso le permite saber a la batería que las dendritas han crecido a mitad de camino, lo que supone una advertencia de que la batería debe ser apagada antes de las dendritas alcanzan el cátodo y que causen el incendio.