Una nueva técnica desarrollada por ingenieros de la Universidad de Michigan permite cargar las baterías de los carros eléctricos cinco veces más rápido en temperaturas bajo cero, sin reducir su vida útil. 

En países donde las temperaturas pueden bajar por debajo de cero, muchos conductores de carros eléctricos se enfrentan al mismo problema, la batería tarda una eternidad en cargarse. Si normalmente una carga rápida toma hasta 40 minutos, en invierno ese tiempo puede duplicarse.

Un nuevo estudio liderado por la Universidad de Michigan propone una solución para esta problemática con una estrategia que permite cargar las baterías de este tipo de vehículos hasta cinco veces más rápido en temperaturas tan bajas como -10°C, sin comprometer su vida útil, lo que podría ser clave para aumentar la adopción de los carros eléctricos.

Cuando el termómetro baja, el movimiento de los iones de litio en el interior de la batería se ralentiza considerablemente, lo que reduce su capacidad como la velocidad de carga. Además, se forma una capa química en la superficie del electrodo que dificulta aún más el paso de los iones.

Si se fuerza la carga en estas condiciones, pueden aparecer depósitos metálicos de litio que no solo reducen la eficiencia, sino que también suponen un riesgo de seguridad.

El equipo investigador identificó esta capa como un obstáculo clave, a bajas temperaturas, la resistencia interfacial al intercambio de carga se convierte en el factor dominante en la polarización de la celda. Por tanto, era necesario encontrar una manera de evitar o minimizar la formación de esta barrera.

Para resolver este problema, los investigadores combinaron dos técnicas: una modificación física del electrodo y un recubrimiento químico. Por un lado usaron un láser para perforar microcanales  verticales dentro del ánodo de grafito, creando lo que llaman una arquitectura 3D. 

Esta estructura facilita el paso de los iones hacia el interior del electrodo, haciendo más eficiente el proceso incluso cuando el litio se mueve con lentitud por el frío. 

Por otro lado, recubrieron la superficie del electrodo con una capa superficial de 20 nanómetros compuesta por una mezcla de borato y carbonato de litio. Esta película funciona como una interfaz sólida artificial que impide la formación de la barrera química natural. 

La combinación de ambas estrategias fue clave. Según los resultados de los estudios, las baterías con estos electrodos integrados lograron un aumento de más del 500 % en la capacidad accesible y conservaron más del 97 % de su capacidad tras 100 ciclos, incluso a 10 grados bajo cero.