Las baterías de sodio con protección de grafeno prometen una carga más rápida y hasta 10.000 ciclos.

Las baterías de iones de sodio se están convirtiendo en una alternativa cada vez más atractiva a las de iones de litio, ya que se basan en materias primas más económicas y disponibles, ofrecen mayor seguridad y funcionan bien incluso a bajas temperaturas. Sin embargo, hasta ahora, los fabricantes se han visto obligados a elegir entre dos opciones: permitir la carga ultrarrápida o garantizar una larga vida útil de la celda. La carga rápida deteriora la estructura de las nanohojas, lo que reduce su vida útil en comparación con la tecnología LFP convencional.

Un equipo de investigación chino podría haber encontrado la solución a este problema. Han desarrollado un ánodo compuesto por nanohojas de dióxido de titanio, de aproximadamente 10 nanómetros de tamaño, que forman esferas huecas de doble capa. La clave reside en un recubrimiento de grafeno de tan solo 0,4 nanómetros de espesor que rodea cada nanohoja. La simple mezcla de grafeno con otros materiales no produjo los mismos resultados, mientras que una capa protectora directa aumentó la conductividad eléctrica.

Los resultados de las pruebas son muy prometedores. A una velocidad de carga rápida de 10C, que teóricamente tarda unos seis minutos, el ánodo mantuvo una capacidad de 131 mAh/g incluso después de 10 000 ciclos. A una velocidad de 100C, cuando la carga tardaría unos 36 segundos, alcanzó una capacidad de 121 mAh/g. En comparación, las nanohojas sin protección colapsaron después de unos 400 ciclos. Los iones de sodio, de mayor tamaño, ejercen una gran presión sobre la superficie del ánodo durante la carga rápida, y la capa protectora de grafeno evita la formación de grietas y reacciones excesivas con el electrolito.

Todas estas mediciones se realizaron, por supuesto, en condiciones de laboratorio. Además, el ánodo opera a un voltaje promedio más alto que los ánodos convencionales de carbono duro, lo que puede reducir la densidad energética total de la batería. Naturalmente, la nueva tecnología deberá validarse en celdas y paquetes de baterías de mayor tamaño y diseño comercial antes de que pueda utilizarse en vehículos eléctricos de producción en masa.