Los separadores no porosos de Toray Industries podrían aumentar la capacidad de las baterías de iones de litio y mejorar la seguridad de las baterías en dispositivos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos, informó Electronics Weekly.

A medida que el mercado de baterías de litio continúa expandiéndose, existe la necesidad de aumentar su capacidad y densidad energética. Las baterías con ánodo de litio metálico, con su alta capacidad teórica y bajo potencial redox, están ganando atención. “Este ánodo aún no ha tenido un uso práctico, ya que durante la carga se forman dendritas de litio en las superficies de litio metálico, que penetran los separadores y provocan cortocircuitos que deterioran la seguridad. Las dendritas de litio se forman a lo largo de los poros de la película microporosa. Eliminar los poros del separador puede detener este crecimiento, pero la desventaja es una permeabilidad a los iones de litio muy reducida. Es esencial suprimir las dendritas manteniendo al mismo tiempo la conductividad iónica,” señaló EW.

Se necesita una mayor resistencia al calor y estabilidad térmica de los separadores, ya que las baterías con ánodo de litio metálico tienen mayor capacidad y requisitos de seguridad más exigentes. Toray abordó este desafío utilizando una tecnología de diseño molecular de polímero de aramida de alta resistencia al calor, que ha empleado durante años para controlar los espacios entre las cadenas moleculares y la afinidad con los iones de litio.

Al utilizar un polímero altamente conductor de iones con una excelente resistencia al calor, Toray descubrió que podía suprimir la formación de dendritas en baterías con ánodo de litio metálico y mantener la conductividad iónica gracias a “este polímero como separador no poroso, compuesto por una capa sin poros aplicada sobre un separador microporoso”.

El separador suprime los cortocircuitos atribuibles a las dendritas y mantiene más del 80% de su capacidad después de 100 ciclos de carga/descarga. Todavía se necesita investigación sobre la capacidad ultraalta y la seguridad de las baterías de iones de litio del futuro, pero la demanda de baterías está impulsando ese avance.