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Enpower Greentech logra un avance revolucionario en baterías cilíndricas
Enpower Greentech Inc. (desarrollador global de baterías de estado sólido con sede en EE. UU. y operaciones en Japón y China) ha desarrollado con éxito una batería cilíndrica de 4095mAh, que ofrece densidades de energía líderes en la industria de 389Wh/kg y 888Wh/L. Este desarrollo ha establecido un nuevo récord de densidad de energía en la clase de baterías cilíndricas recargables 18650. La versión de Enpower, que es al menos un 20% más ligera y acumula al menos un 15% más de energía que las actualmente disponibles en el mercado, allanará el camino hacia dispositivos electrónicos más ligeros y energéticamente más eficientes, entre otros, drones, aeronaves eléctricas y coches eléctricos.
La batería cilíndrica 18650 (que hace referencia a un tamaño de batería con un diámetro de 18mm y una altura de 65mm) es un estándar de la industria para las celdas de baterías de iones de litio. Fue inventada e industrializada por SONY en 1991, donde se utilizó ampliamente en la electrónica portátil. En 2008, el primer coche deportivo totalmente eléctrico de Tesla (el «Roadster») se lanzó utilizando baterías cilíndricas 18650 producidas por Panasonic. Esto representó el primer despliegue de las baterías cilíndricas 18650 en la industria de los vehículos eléctricos. En septiembre de 2020, Tesla anunció la gran batería cilíndrica 4680 durante su evento «Battery Day», dando inicio a una nueva ola de desarrollo de la tecnología de baterías cilíndricas en la industria de los vehículos eléctricos.
Si bien la batería de iones de litio 18650 de SONY fue un producto revolucionario, su capacidad estaba limitada a 900mAh (como se muestra en la Figura 1A). Durante los últimos 30 años, la capacidad ha aumentado de forma gradual, año tras año, con Panasonic lanzando la batería 18650 de 3450 mAh en 2015. Desde entonces, la capacidad de la batería 18650 se ha estancado, mientras que los actores coreanos y chinos se pusieron al día, lanzando baterías cilíndricas 18650 de 3500mAh. En 2021, la empresa emergente estadounidense NanoGraf anunció su propia batería 18650 con una capacidad de hasta 3800mAh (3.8Ah) utilizando un ánodo basado en silicio. Este octubre, NanoGraf anunció además una capacidad incrementada de 4000mAh (4.0Ah). Por otro lado, la mayor parte del desarrollo en baterías de próxima generación (incluidas las baterías de litio metálico y de estado sólido) se ha centrado en el formato de celdas tipo bolsa (pouch). En los últimos años, por el contrario, se ha hecho muy poco en baterías cilíndricas.
Durante los últimos tres años, Enpower Greentech ha desarrollado con éxito celdas tipo bolsa de litio metálico con densidades de energía que baten récords. Su batería cilíndrica 18650, que bate récords, aprovecha sus tecnologías propias de ánodo de litio metálico en las baterías cilíndricas. Esto aumenta el voltaje (nominal) de la batería 18650 en 100-200mV, elevando la capacidad de la batería a 4095mAh (como se muestra en la Figura 2), y reduciendo su peso en casi un 20%, en comparación con los productos 18650 de alta capacidad que utilizan ánodos basados en silicio. Como resultado, la densidad de energía gravimétrica de la celda 18650 de Enpower mejora significativamente (Figura 1B). Además, como se muestra en la Tabla 1 (EGI LMB18650-4.1Ah), también se han alcanzado nuevos hitos en capacidad de celda, voltaje (nominal) y densidad de energía volumétrica para las baterías 18650.
Tabla 1 Rendimiento de las baterías 18650:
| Capacidad | Voltaje (V) | Peso (g) | Densidad | Densidad de energía |
|---|---|---|---|---|---|
Panasonic2) (NCR18650GA) | 3450 | 3.6 | 48 | 259 | 708 |
Samsung SDI2) (INR18650-35E) | 3450 | 3.6 | 50 | 248 | 708 |
LG Chem2) (INR18650MJI) | 3500 | 3.6 | 48 | 263 | 719 |
NanoGraf3) (18650-2021) | 3800 | N/A | N/A | N/A | 800 |
NanoGraf 3) (18650-2022) | 4000 | N/A | N/A | N/A | 810 |
Enpower Greentech (LMB18650-4.1Ah) | 4095 | 3.8 | 40 | 389 | 888 |
Entre las baterías de próxima generación que utilizan ánodos ricos en silicio o ánodo de litio metálico, la mayoría presentan un problema de hinchamiento de la celda durante la carga y la descarga. Para garantizar el máximo rendimiento, requieren que se aplique una presión externa. La celda 18650 de Enpower demuestra la ventaja de la estructura de celda cilíndrica, en la que la batería puede ofrecer un rendimiento de ciclado estable sin aplicar presión externa.
La batería cilíndrica de litio metálico (LMB) 18650 desarrollada por Enpower Greentech se encuentra actualmente en fase de pruebas piloto. La empresa busca colaboradores en diversas aplicaciones de baterías, incluidos los fabricantes de equipos originales (OEM) de vehículos eléctricos, para lograr la comercialización a través de alianzas. La empresa planea aprovechar esta tecnología revolucionaria para desarrollar una densidad de energía ultraalta en las baterías cilíndricas 2170 y 4680. La empresa espera alcanzar una capacidad de batería de 32Ah y una densidad de energía de 400Wh/kg en su celda cilíndrica 4680. (La capacidad actual de la batería 4680 de Tesla es de alrededor de 27.5Ah, y la densidad de energía es de alrededor de 300Wh/kg) 4).
Apéndice：
Referencias:
1) El volumen de las celdas 18650 utilizado para el cálculo de Wh/L es 0.01753 L (D:18.5 x H:65.25 mm).
3) https://electrek.co/2022/10/20/nanograf-battery/
4) https://insideevs.com/news/598656/tesla-4680-battery-cell-specs/amp/
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