ZSW utiliza agua en lugar de disolvente en la producción de cátodos

Los investigadores del Centro de Investigación de Energía Solar e Hidrógeno de Baden-Württemberg (ZSW) han logrado sustituir los disolventes tóxicos por agua en la producción de cátodos. La producción a base de agua también es adecuada para las baterías de los vehículos eléctricos.

Para aumentar la densidad energética, las baterías de iones de litio se componen de materiales con una gran proporción de níquel en la masa catódica. Esto significa que en su producción se utilizan disolventes y productos químicos tóxicos, que ahora la ZSW ha podido sustituir por agua y líquidos acuosos.

Concretamente, en el proceso de producción se sustituyeron el disolvente estándar NMP y la mezcla aglutinante PVDF. Inicialmente, los electrodos sólo podían producirse a escala milimétrica en el laboratorio. Ahora, los investigadores de Ulm también han conseguido producir electrodos de unos 100 metros de longitud a una escala cercana a la producción, sin utilizar agua en lugar de disolventes.

Los electrodos se han instalado por primera vez en celdas redondas del tipo 21700. Este formato de celda se utiliza en el Tesla Model 3por ejemplo. Y el ZSW está satisfecho con el resultado. "Después de 1.000 ciclos de carga y descarga, seguían teniendo el 80% de la capacidad inicial, por lo que son aptas para su uso en vehículos de batería", escribe el instituto de investigación en su anuncio.

"Después de trabajar con agua como disolvente para los ánodos durante muchos años, también a escala industrial, ahora hemos conseguido hacer lo mismo con los materiales de los cátodos", afirma la Dra. Margret Wohlfarth-Mehrens, responsable del trabajo como jefa del departamento. "Además de eliminar los disolventes tóxicos, el uso de agua también permite utilizar aglutinantes no fluorados, lo que simplifica notablemente el reciclaje de las pilas".

El proceso se probará pronto para otros formatos de células.

"Nuestro trabajo pretende mejorar la producción de electrodos en las baterías de iones de litio y hacerla respetuosa con el medio ambiente sin comprometer el rendimiento de la batería", afirma el Prof. Dr. Markus Hölzle, director de la unidad de negocio ZSW en Ulm. "La sustitución de disolventes tóxicos y productos químicos no biodegradables que contienen flúor desempeña un papel importante en este sentido".

Y, por supuesto, la producción también es más barata si se utiliza agua en lugar de disolventes. Sin embargo, la ZSW no facilitó información más detallada al respecto.

zsw-bw.de (en alemán)