Ha fallecido uno de los científicos más influyentes en tecnología. La Universidad de Texas en Austin ha confirmado que el Dr. John Goodenough, ampliamente acreditado como el creador de la batería de iones de litio, murió a la edad de 100 años. Si bien es posible que no hayas oído hablar de él, es efectivamente responsable de la fabricación de teléfonos celulares. portátiles y vehículos eléctricos prácticos.

Los investigadores habían estado explorando las baterías de litio antes. El Dr. M. Stanley Whittingham, por ejemplo, produjo un diseño que combinaba litio con disulfuro de titanio. Sin embargo, Los New York Times señala que fue Goodenough quien logró un gran avance en 1980 mientras estaba en la Universidad de Oxford. Hizo un cátodo con capas de óxido de litio y cobalto que producía un voltaje más fuerte y mejoraba enormemente la seguridad. Tenía mucha más capacidad que las baterías anteriores, como las de plomo-ácido (utilizadas en los automóviles) y las de níquel-cadmio (que se encuentran en muchos dispositivos electrónicos portátiles).

La tecnología no floreció hasta que el Dr. Akira Yoshino desechó el litio en bruto en favor de iones de litio más seguros. El científico produjo un diseño práctico para Asahi Kasei Corporation, y Sony entregó la primera batería recargable de iones de litio fácil de usar para el consumidor en 1991. Ya sabe lo que sucedió después: el rendimiento mejorado permitió dispositivos móviles que eran más portátiles o simplemente no habían sido una opción antes. Los teléfonos celulares y las computadoras portátiles podrían volverse más elegantes, rápidos y duraderos, mientras que los autos eléctricos finalmente eran viables.

Sin embargo, Goodenough fue responsable de mucho más. Durante su paso por el MIT en las décadas de 1950 y 1960, ayudó a ser pionero en la tecnología que eventualmente se convertiría en la memoria de acceso aleatorio (RAM) que se ve en muchos productos informáticos. Rutinariamente compartía patentes con colegas. También fue un investigador activo hasta los 90, y hasta hace unos años estaba desarrollando tecnología de batería de próxima generación que prometía un rendimiento innovador para las energías renovables y los vehículos eléctricos.

Si bien es relativamente desconocido en los círculos públicos, Goodenough recibió reconocimiento por su trabajo. Recibió el Premio Nobel de Química en 2019 y la Medalla Nacional de Ciencias de EE. UU. en 2011, entre otros reconocimientos.

Las industrias se están alejando lentamente de las baterías de iones de litio. Los fabricantes de automóviles están planeando vehículos eléctricos con baterías de estado sólido que ofrecen densidades más altas, carga más rápida y costos más bajos. Sin embargo, es seguro decir que el panorama tecnológico moderno no sería lo que es sin los esfuerzos de Goodenough, y su legado probablemente se sentirá en los próximos años.

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Recientemente hablamos sobre cómo Samsung podría estar trabajando en el desarrollo de baterías de estado sólido para teléfonos inteligentes, ya que la compañía ha presentado algunas patentes e incluso ha comenzado a trabajar en un prototipo. Sin embargo, sabemos que pasará algún tiempo antes de que estas baterías estén finalmente disponibles para las masas. Pero hasta que eso suceda, podemos dar un paso atrás y comenzar a ver qué son las baterías de estado sólido y en qué se diferencian de las baterías de polímero de litio y de iones de litio, dos de las baterías más comunes en el mercado de teléfonos inteligentes.

¿En qué se diferencian las baterías de estado sólido de las baterías de iones de litio en el mercado?

Las baterías de iones de litio que vemos en el mercado comprenden un cátodo, un ánodo, un separador y un electrolito. En comparación, una batería de estado sólido utiliza electrolitos sólidos en lugar de líquidos. La investigación también ha demostrado que las baterías de estado sólido son mejores en términos de estabilidad y seguridad generales, ya que no se incendian ni comienzan a hincharse, lo cual es un problema común en muchas baterías de iones de litio disponibles en el mercado. A continuación se muestra un diagrama de comparación entre baterías de estado sólido y de iones de litio, cortesía de Samsung.

Otro beneficio que obtiene de las baterías de estado sólido es que estas baterías brindan una densidad de energía más baja y una densidad de energía más alta. Estas baterías ya se utilizan habitualmente en los vehículos eléctricos. Cuando lleguen también a los teléfonos inteligentes, en realidad darán como resultado que las baterías de los teléfonos sean de menor tamaño pero con mayor capacidad. En estos días, una batería de iones de litio de 5000 mAh es considerablemente más grande de lo que puede hacer una batería de estado sólido con la misma capacidad.

Las baterías de estado sólido también muestran una autodescarga más baja, lo que teóricamente podría mejorar el tiempo de espera de los teléfonos inteligentes. Estas baterías ofrecen una resistencia increíble al calor, lo que permite una carga más rápida y, teniendo en cuenta que no hay limitaciones en cuanto a cómo deben diseñarse, estas baterías se pueden convertir en opciones realmente delgadas o mínimas con facilidad. Todo esto es gracias al hecho de que no está viendo ningún líquido involucrado.

Pero, ¿cuáles son los beneficios de las baterías de estado sólido sobre las baterías de iones de litio?

Teniendo en cuenta las baterías de estado sólido y cómo los fabricantes de teléfonos inteligentes han estado tratando de sacarlas al mercado, es seguro asumir que obtendrá algunas ventajas de ellas. Especialmente cuando las comparas con tus baterías de iones de litio tradicionales, pero esto nos hace preguntarnos sobre el tipo de ventajas que tienen. Después de todo, esta nueva tecnología tiene que ser lo suficientemente viable, ¿no?

El primer beneficio que obtendrá de las baterías de estado sólido es que son de menor tamaño y de peso más ligero. Estas baterías ya están disponibles en cierta capacidad, pero si llegan a los teléfonos inteligentes, podemos esperar que sean más delgadas y livianas de lo habitual.

Otro beneficio de las baterías de estado sólido es que pueden tener más de 2,5 veces mayor densidad de energía. Lo cual, como se mencionó anteriormente, permite baterías de mayor capacidad con facilidad. también estás recibiendo mejor seguridad en general ya que no hay componentes inflamables, y no tienes que preocuparte de que las baterías se incendien.

Las baterías de estado sólido también son realmente buenas para su velocidad de carga, ya que una batería ideal puede cargar 4 a 6 veces más rápido que lo que está disponible actualmente en el mercado. El la producción también es más rápida en estas baterías, gracias a que no utilizan tantos componentes. Por último, pero no menos importante, las baterías de estado sólido pueden soportar temperaturas más bajas y más altas mucho mejor gracias a excelente estabilidad térmica.

Aunque las baterías de estado sólido son el futuro, no se pueden pasar por alto algunos problemas evidentes.

Si bien es cierto que vemos baterías de estado sólido en vehículos eléctricos y esperamos verlas en los teléfonos inteligentes, existen algunos problemas evidentes que no se pueden pasar por alto. Estos problemas parecen más prominentes cuando los miras a través de la lente de la industria de los teléfonos inteligentes en lugar de otra cosa.

por ejemplo, el el costo de producción de estas baterías es mayor de lo que las empresas pagarían por baterías de iones de litio. Por lo tanto, fabricarlos a mayor escala sería un desafío. Claro, Samsung tiene su propia división de baterías, lo cual es bueno. Teniendo en cuenta cómo la empresa está trabajando activamente para mejorar la tecnología y llevarla a la corriente principal, es posible que les resulte más fácil. Pero aún así, no podemos decir mucho por ahora.

Otra cosa que puede ser un obstáculo es la alta resistencia interna a menudo puede convertirse en un obstáculo cuando se trata de cargar y descargar la batería, ya que puede ralentizar las cosas. No solo eso, material del electrodo termina acumulándose dentro de la batería, lo que se considera un defecto químico y puede afectar la salud general de la batería, principalmente cuando se usa por mucho tiempo.

Baterías de estado sólido, cuando se están cargando, el grosor del ánodo de metal de litio se expande y comienza a contraerse cuando se descarga; esto puede causar un deterioro general de la batería y mantener la batería fija en un lugar. podría ser difícil.

No se puede negar que las baterías de estado sólido son el futuro. Teniendo en cuenta cómo Samsung, junto con otras compañías, está apostando el futuro por esta tecnología de baterías, sería interesante ver hacia dónde nos lleva el camino. Sin embargo, en el momento de escribir este artículo, es difícil decir cuándo estarán disponibles estas baterías en todos los teléfonos inteligentes. Y cuando lo hagan, ¿cómo planean las empresas superar todos los aspectos negativos y operativos asociados con estas baterías? Tendremos que esperar y ver.

Hasta entonces, háganos saber cuál es su opinión sobre las baterías de estado sólido en los comentarios a continuación.

Green Li-ion dice que sus máquinas de reciclaje de baterías son del «tamaño de una casa pequeña», por lo que no es de extrañar que la empresa emergente con sede en Singapur necesitara recargar fondos. Solo había recaudado alrededor de $ 15 millones antes de su última inyección de efectivo.

Esta semana, Green Li-ion anunció una ronda «previa a la Serie B» de USD 20,5 millones dirigida por el inversionista en tecnología climática TRIREC. La puesta en marcha dijo que otros inversores, incluidos SOSV y Equinor Ventures (el brazo de capital de riesgo del gigante de los combustibles fósiles de propiedad noruega), también contribuyeron.

El acuerdo aumenta la valoración posterior al dinero de Green Li-ion a $ 187 millones después de solo tres años, dijo a TechCrunch el director ejecutivo Leon Farrant. El logo de la startup es (¡lo has adivinado!) un león verde.

El nuevo efectivo ayudará a la puesta en marcha de la producción a escala de su tecnología de reciclaje, que, según la empresa, puede procesar «el 100% de todas las baterías de litio usadas» y extraer material activo del cátodo precursor que eventualmente se usará en baterías de iones de litio nuevas.

El litio tiene una gran demanda y la extracción del metal causa estragos en el medio ambiente, lo que hace que la tecnología de reciclaje sea una herramienta crucial para reducir la huella de cosas como los automóviles eléctricos y el almacenamiento de energía renovable.

Green Li-ion no recicla las baterías por sí mismo; otorga licencias de su tecnología a fabricantes y recicladores de baterías, incluidos Aleon y TES (que es propiedad de SK, el gigante de los combustibles fósiles con sede en Corea del Sur). Green Li-ion tiene como objetivo producir 50 unidades de reciclaje por año a través de dos fábricas, una en Houston, Texas y otra en Singapur.

En cuanto a esa «pre-Serie B», Farrant dijo que la puesta en marcha ha dividido su Serie B en dos partes, que abarca el aumento anunciado esta semana y otro en unos nueve meses. «Debido a nuestros niveles relativamente bajos de recaudación de fondos hasta la fecha», agregó el fundador, la startup «necesitaba trazar una línea en la arena y establecer un aumento de valoración para la mayor parte del aumento».

Una empresa de California encargada de reciclar productos electrónicos devueltos para Amazon recicló de manera incorrecta docenas de baterías de iones de litio, lo que provocó tres incendios de camiones de basura y creó un gran desorden en las calles residenciales.

Los incendios ocurrieron en 2021 cerca de las oficinas de iDiskk LLC en Campbell, California, según el Mercurio Noticias:

Los incendios ocurrieron el 22 de septiembre, el 6 de octubre y el 13 de octubre, según el comunicado, después de que los camiones de basura recogieran cargas fuera de la dirección de Campbell de la compañía. Durante el incendio del 13 de octubre, el camión descargó su carga en medio de una calle para evitar daños al vehículo; los brazos de elevación derribaron las líneas de servicios públicos en el proceso, según el comunicado.

“Este caso demuestra los riesgos de tirar las baterías de iones de litio a la basura normal o reciclarlas”, dijo el fiscal de distrito adjunto Christopher Judge. “Estos incendios son increíblemente peligrosos para la seguridad de los conductores de camiones de basura y los primeros en responder, quienes deben actuar rápidamente para combatir el incendio”.

Uno pensaría que una empresa encargada de reciclar productos electrónicos devueltos a través de Amazon lo sabría mejor, especialmente porque, como Ars Technica informes, los incendios de baterías de iones de litio son increíblemente destructivos y comunes en la gestión de residuos:

Una encuesta de 2018 de las instalaciones de reciclaje por el Consejo de Seguridad de Productos de California encontró que el 83 por ciento de las 26 instalaciones tuvieron un incendio en los dos años anteriores, y el 65 por ciento de ellos fueron causados ​​por baterías. Un estudio en MDPI por profesores austriacos descubrió que, en medio de un mayor número de incendios y un potencial significativo de daño, «Ninguna otra sustancia o material ha puesto en peligro de manera comparable a toda la industria de desechos» como las baterías portátiles desechadas.

Por supuesto, algunas baterías terminan en la basura y en el reciclaje porque no hay mejor lugar para llevarlas. En muchas partes del país, Best Buy o Walmart que aceptan productos electrónicos usados ​​es la mejor opción que pueden tener los residentes. De lo contrario, las mejores opciones incluyen buscar una instalación adecuada, atesorarlos hasta que su político local organice un evento de desechos peligrosos, o simplemente esconderlos indefinidamente (donde al menos perderán carga lentamente).

Casi todos nosotros en algún momento éramos niños de tres años fascinados por el ruidoso, pesado y mecánico amigo que era el camión de la basura. ¿Te acuerdas? ¿Pararse con los ojos muy abiertos de puntillas todas las semanas? Bueno, esos gigantes de la infancia necesitan nuestra ayuda. Guarde los camiones; recicla tus iones de litio baterías correctamente.

Una empresa que maneja productos electrónicos de Amazon devueltos acordó pagar una multa de $ 25,000 después de que las baterías de iones de litio que tiró causaron al menos tres incendios diferentes de camiones de basura.

iDiskk, LLC, con sede en San José, California, llegó a un acuerdo con el fiscal de distrito del condado de Santa Clara a fines de noviembre por cargos civiles relacionados con la eliminación inadecuada de desechos, como lo señaló E-Scrap News. La empresa, según la oficina del fiscal de distrito, «desmantela, recicla y desecha los productos electrónicos de consumo que se devuelven a través de Amazon, algunos de los cuales contienen baterías de iones de litio».

En tres fechas diferentes en 2021, el 22 de septiembre, el 6 de octubre y el 13 de octubre, los camiones recogieron desechos residenciales de la dirección de la oficina de iDiskk en Campbell, California. Una mirada de Google Street View a la dirección muestra una casa con un camino de entrada y un garaje en una calle arbolada. Se incluyeron docenas de baterías de iones de litio con los materiales de reciclaje típicos, lo que les permitió triturarse y comprimirse con otros desechos. “En cada caso, el… conductor del camión de basura expulsó la carga del camión”, dice la denuncia inicial, y se descubrió que la causa eran las baterías.

Aunque nadie resultó herido en los incendios, el incendio del 13 de octubre, mientras se arrojaba a la calle para evitar el incendio de un vehículo, provocó que el contenedor elevado se enganchara en los cables de servicios públicos aéreos. El poste de luz adjunto se rompió y cayó al suelo. “Estos incendios son increíblemente peligrosos para la seguridad de los conductores de camiones de basura y los socorristas, quienes deben actuar rápidamente para combatir el incendio”, dijo el fiscal adjunto de distrito Christopher Judge en un comunicado de prensa posterior al acuerdo.

Si bien este caso involucra a los propietarios de un negocio de desechos electrónicos que (por ley) deberían haber sabido mejor que tirar las baterías al reciclaje estándar, las baterías continúan siendo la principal causa de incendios en el flujo de desechos. Una encuesta de 2018 de las instalaciones de reciclaje realizada por el Consejo de Seguridad de Productos de California encontró que el 83 por ciento de las 26 instalaciones tuvieron un incendio en los dos años anteriores, y el 65 por ciento de ellos fueron causados ​​por baterías. Un estudio en MDPI realizado por profesores austriacos encontró que, en medio de un mayor número de incendios y un potencial significativo de daño, «Ninguna otra sustancia o material ha puesto en peligro de manera comparable a toda la industria de desechos» como las baterías portátiles desechadas.

Por supuesto, algunas baterías terminan en la basura y en el reciclaje porque no hay mejor lugar para llevarlas. En muchas partes del país, Best Buy o Walmart que aceptan productos electrónicos usados ​​es la mejor opción que pueden tener los residentes. De lo contrario, las mejores opciones incluyen buscar una instalación adecuada, atesorarlos hasta que su político local organice un evento de desechos peligrosos, o simplemente esconderlos indefinidamente (donde al menos perderán carga lentamente).

Los científicos han sugerido soluciones para hacer que las baterías de iones de litio sean menos propensas a incendios. Los investigadores de la Universidad de Stanford sugirieron en 2017 usar retardantes de llama incorporados como separador de ánodo/cátodo, que se liberaría cuando las cosas se calientan. La sílice en polvo en la mezcla de electrolitos fue propuesta por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en 2018. Obviamente, ninguna mejora se ha generalizado.

Concepto Acura Precision EV

Honda es la última compañía de automóviles con planes para fabricar baterías de iones de litio en EE. UU.

El fabricante de automóviles dijo el lunes que está formando una empresa conjunta con LG Energy Solutions para suministrar al mercado norteamericano baterías «tipo bolsa» para impulsar vehículos eléctricos de sus marcas Honda y Acura. No se ha anunciado una ubicación para la fábrica de $ 4.4 mil millones.

La empresa conjunta, que está programada para comenzar a fines de año sujeto a la aprobación regulatoria, tiene como objetivo comenzar la construcción a principios de 2023 y la producción en masa de celdas de batería de iones de litio avanzadas para fines de 2025.

“Honda está comprometida con la adquisición local de baterías EV, que es un componente crítico de los EV”, dijo el CEO y presidente de Honda, Toshihiro Mibe, en un comunicado. “Esta iniciativa en los EE. UU. con LGES, el principal fabricante mundial de baterías, será parte de este enfoque de Honda”.

Los $ 40 mil millones en créditos fiscales incluidos en la Ley de Reducción de la Inflación aprobada por el Congreso este mes parecen haber acelerado la carrera de la industria automotriz para llevar la fabricación de baterías a tierra. Establecer una cadena de suministro nacional sólida ayudará en última instancia a los fabricantes de vehículos eléctricos a controlar los costos y reducir la dependencia de la infraestructura y los materiales extranjeros.

El viernes, The Wall Street Journal informó que Panasonic está considerando a Oklahoma como el sitio para una planta de baterías de iones de litio que suministraría a Tesla baterías de alta capacidad. Eso se suma a los planes que el fabricante japonés de productos electrónicos dio a conocer el mes pasado para una planta de 4.000 millones de dólares en Kansas. Los funcionarios dijeron que será una de las fábricas de baterías de iones de litio más grandes del mundo y el proyecto de desarrollo económico más grande jamás realizado en Kansas.

Georgia ha sido especialmente agresiva en los esfuerzos de reclutamiento para establecer un ecosistema de batería. El estado otorgó a Rivian $1500 millones en incentivos, su paquete más grande hasta la fecha, para construir una planta de 2000 acres al este de Atlanta. La nueva planta de producción de baterías y vehículos eléctricos de $5500 millones de Hyundai fuera de Savannah representa el acuerdo de desarrollo económico más grande reclutado por Georgia.

Toyota planea abrir su primera fábrica de baterías en EE. UU., una planta de $ 1.3 mil millones cerca de Greensboro, Carolina del Norte, en 2025. Canoo, que trasladó su sede a Bentonville, Arkansas, tiene planes de construir una fábrica de vehículos eléctricos en Oklahoma.