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CIC energiGUNE fabricará electrolitos aplicando impresión 3D para baterías en estado sólido sin litio metálico

25/05/2023

El centro de investigación vasco CIC energiGUNE trabaja en el desarrollo de electrolitos, ánodos e interfaces que faciliten la fabricación de baterías de estado sólido Li-ion a través de impresión 3D bajo criterios de sostenibilidad y alto rendimiento energético.

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La labor de investigación que se está llevando a cabo en el centro vasco corresponde al subproyecto Arise, incluido en el proyecto 3D Asset, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación en su convocatoria de 'Proyectos de Transición Ecológica y Transición Digital'.

"El desarrollo de colectores de corriente e interfaces para el electrodo negativo, adaptados a electrolitos sólidos preparados mediante impresión 3D, abre la puerta a nuevos conceptos en la fabricación digital de baterías y permite aumentar el rendimiento y la estabilidad interfacial en el ciclado de los dispositivos", ha asegurado Montse Casas-Cabanas, coordinadora científica del Área de Almacenamiento Electroquímico de CIC energiGUNE y responsable de Arise en el centro vasco junto al investigador Pedro López-Aranguren. "Además, vamos a poder avanzar en la fabricación de baterías sin electrodo de litio metálico anode-free y con materiales positivos de alto voltaje sin cobalto, de alta densidad de energía y potencia, y de carga rápida, conocidas como 'Generación 4'", ha recordado López-Aranguren.

El subproyecto Arise será clave para consolidar el objetivo principal del proyecto, que pasa por desarrollar una nueva generación de baterías avanzadas de estado sólido de ion-litio que ofrezcan un alto rendimiento y puedan ser fabricadas digitalmente desde su diseño. Para ello, se trabajará en la caracterización de una nueva generación de baterías sin ánodo (es decir, el ánodo de litio metálico se forma in situ, minimizando la cantidad de litio en la celda) y con cátodos libres de cobalto, así como en la implementación efectiva de los nuevos materiales en tintas y filamentos para las tecnologías de impresión 3D.

Las ventajas de la aplicación de la impresión 3D en la fabricación de baterías de estado sólido serán especialmente notorias en aspectos como la reducción de los riesgos relacionados con el uso de metales críticos, como el cobalto y el litio. De hecho, a través de este proyecto se impulsará la fabricación de las baterías de cuarta generación: baterías de litio de alto voltaje, sin ánodo y sin cobalto, de alta densidad de energía y de potencia, y de carga rápida, y que responden a las directrices planteadas por la UE para las baterías del futuro.  

Asimismo, los responsables del proyecto aspiran a obtener resultados concretos en todos los ámbitos de la investigación, como el desarrollo de materia prima imprimible y la obtención de celdas libres de cobalto de baja tensión de primera generación y de celdas sin ánodo y sin cobalto, de alta tensión, de segunda generación. También se contempla la fabricación de prototipos de celdas con alta densidad de energía gravimétrica.

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