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ITE desarrolla nuevos materiales catódicos para la fabricación de baterías de litio de nueva generación

El proyecto CATIM trabaja en la obtención de celdas de litio de mayor capacidad y más económicas

El almacenaje energético juega un papel esencial en la transición energética y la descarbonización de la industria y la sociedad en general. Uno de los grandes retos a los que tiene que hacer frente el sector energético europeo es el convertirse en fabricante de baterías y hacerlo además con baterías de ion litio de nueva generación que permitan almacenar más energía con un coste menor.

Con el objetivo de dar respuesta a esta situación, en el Instituto Tecnológico de Energía (ITE) -centro tecnológico de referencia que cuenta con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) de la Generalitat Valenciana- están trabajando en el proyecto CATIM, cuyas metas son el desarrollo de nuevos materiales catódicos de futura generación para baterías de litio basados en espinelas y la fabricación de los componentes de las celdas a través de nuevas tecnologías de impresión. 

Este proyecto cuenta con el apoyo financiero del Ministerio de Ciencia e Innovación así como de la Unión Europea y su desarrollo supone una oportunidad única para desarrollar baterías de litio de estado sólido que permitan mitigar los dos principales problemas que presentan los dispositivos actuales. Se trata fundamentalmente de salvar los problemas de seguridad que presentan las baterías tradicionales debido al uso de electrolito líquido y de aumentar su capacidad ya que, actualmente, se cree que las baterías de iones de litio basadas en electrolito líquido han alcanzado la densidad de energía máxima teórica.

La demanda de baterías en España, como en toda Europa, va en aumento. Durante las próximas dos décadas, los fabricantes de celdas de batería ampliarán sus capacidades de fabricación para satisfacer la demanda de la industria del automóvil. Una transformación clave que ya está en marcha por parte de los fabricantes de células es la descentralización de la producción de baterías en Asia, y se prevé que Europa sea un beneficiario significativo de la misma. 

China ha dominado el mercado mundial de fabricación de baterías de iones de litio en 2020. Ese año, China produjo alrededor del 77% de todas las baterías de iones de litio que ingresaron al mercado global. Si bien se proyecta que China continúe siendo el país líder en la fabricación de baterías de iones de litio en 2025, se espera que Europa amplíe significativamente sus capacidades de producción. Además, se pronostica que Europa se convertirá en el segundo mercado de vehículos eléctricos más grande del mundo. Ello requerirá que las empresas de baterías y sus proveedores se acerquen a los centros regionales de fabricación de automóviles. 

Seguridad, capacidad y rapidez de recarga: ventajas de la nueva generación de baterías 

Tal y como indican desde el equipo investigador de ITE, este tipo de baterías representa una forma prometedora de satisfacer los requisitos de los actuales y futuros sistemas de almacenamiento de energía de una manera más segura. El electrolito sólido utilizado en las baterías de nueva generación no es inflamable, por lo que ofrece más seguridad.

Además, su capacidad de almacenaje es mayor. Se cree que las baterías de estado sólido son capaces de entregar 2,5 veces más densidad de energía que las baterías actuales de iones de litio. Por último, como el electrolito en las baterías de estado sólido no puede sobrecalentarse, estas baterías se pueden recargar bastante más rápido en comparación con las baterías de iones de litio tradicionales.

Otro de los aspectos novedosos de este proyecto son las técnicas de impresión empleadas mediante el desarrollo de tintas para serigrafía e inkjet utilizadas para la fabricación de celdas. De hecho, CATIM, también supone un avance innovador en el campo de baterías por el empleo de técnicas de deposición por impresión de los componentes de las celdas, que representa un impulso para evolucionar hacia sistemas más versátiles, flexibles y de bajo coste que puedan satisfacer todas y cada una de las necesidades energéticas que demanda la sociedad actual.

El proyecto  CATIM con número de expediente PTQ2020-011038, ha sido financiado por MCIN/AEl/10_ 13039/501100011033 y por la Unión Europea­ NextGenerationEU/PRTR.

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