Amprius envía el primer lote de baterías con la «mayor densidad energética del mundo»

La empresa californiana Amprius ha enviado el primer lote de las que, según afirma, son las baterías de litio de mayor densidad energética disponibles en la actualidad. Estas celdas con ánodo de silicio contienen un 73% más de energía que las del Tesla Model 3 en función de su peso, y ocupan un 37% menos de volumen.

Las celdas actuales del Tesla Model 3 sirven de comparación con la tecnología más avanzada, y tienen una capacidad de 260 Wh/kg y 730 Wh/l, según Enpower. Las nuevas celdas de Amprius suponen un importante paso adelante, tanto en energía específica como en densidad energética, con 450 Wh/kg y 1.150 Wh/l, y la empresa afirma que el número no revelado de celdas que acaba de entregar a «un líder de la industria de una nueva generación de pseudosatélites de gran altitud» le otorga el derecho a presumir de «las celdas de mayor densidad energética disponibles en la industria de las baterías actualmente.»

Amprius afirma que el impresionante rendimiento de las baterías se debe a su tecnología de ánodos de nanohilos de silicio. Cuando se carga una batería de iones de litio, se extrae un electrón de cada átomo de litio que se encuentra en el cátodo y se traslada al ánodo mediante un cableado externo, ya que los electrones no pueden atravesar el electrolito o el separador entre el ánodo y el cátodo.

Su carga negativa atrae a los iones de litio cargados positivamente a través del electrolito y el separador, donde cada uno de ellos encuentra un electrón y se incrusta en lo que suele ser una red de grafito en el ánodo.

Amprius ha sustituido esa red de grafito por nanocables de silicio. El silicio puede almacenar unas 10 veces más litio que el grafito, pero tiende a hincharse y agrietarse, lo que reduce drásticamente la vida de la célula.

Amprius afirma que cuando se configura el silicio en nanocables porosos, dispuestos como una especie de bosque de cables más largos con otros más cortos entre ellos, el silicio es capaz de tolerar el hinchamiento y resistir las grietas, lo que prolonga la vida de la célula hasta el punto de que los ánodos de silicio pueden convertirse en una tecnología competitiva.

Según la empresa, los nanocables de silicio están integrados en el sustrato del ánodo, por lo que la conductividad (y, por tanto, la potencia) es elevada. Afirma que la duración del ciclo de la célula es «excelente» y «mejora continuamente», aunque no pone cifras al respecto, y también dice que el ánodo es la única parte de la batería que cambia; el resto puede producirse utilizando los métodos de fabricación y los componentes existentes.

Evidentemente, el mundo está preparado y a la espera de pilas de nueva generación que puedan almacenar más energía en menos tamaño y peso: todo, desde los teléfonos inteligentes hasta los vehículos eléctricos, se beneficiaría de una reducción de peso o de espacio, y las tecnologías emergentes, como los aviones eléctricos VTOL, piden a gritos baterías que mejoren su autonomía y capacidades.

Y, por supuesto, la densidad energética y la energía específica son sólo dos parámetros con los que una batería debe competir. El rendimiento térmico, la seguridad, las tasas de carga/descarga y la vida útil desempeñarán un papel importante, al igual que el precio. El hecho de que el primer cliente de Amprius se dedique a la industria aeroespacial avanzada y a la fabricación de satélites sugiere que, en este momento, estas células no van a competir en precio.

La empresa elegirá pronto un emplazamiento, en el que empezará a construir una planta de producción en masa, que aportará economías de escala que podrían hacer que esta tecnología sea relevante en el mercado de los vehículos eléctricos y en otros lugares. Para cuando la fábrica esté en marcha, también deberíamos ser capaces de establecer unos parámetros de rendimiento exactos para otro fabricante de electrodos avanzados sobre el que hemos estado informando: Nawa Technologies afirma que ha desarrollado una forma de fabricar a bajo coste electrodos de nanotubos de carbono alineados verticalmente, y afirma que podrían mejorar en un 300% las baterías de litio actuales. Ya veremos.