El proyecto de investigación industrial en baterías avanzadas de ion litio, coordinado científicamente por el Centro Tecnológico gallego, pertenece al Programa Misiones del Centro de Desarrollo Tecnológico e Innovación (CDTI) en su Misión 2 referente a la Movilidad sostenible e inteligente.

 

El proyecto MISIONES LiOn-HD comienza el nuevo año 2023 celebrando su segunda reunión de seguimiento de resultados obtenidos hasta la fecha y coordinación del consorcio. La reunión, celebrada esta mañana en nuestras instalaciones, ha contado con la participación del líder del proyecto, Ferroglobe Innovation, y todos los socios: Química del Nalón, NANOKER, RIMSA, ABCR Labs, GRAPHENEA, CUANTUM Medical Cosmetics y HI IBERIA.

LiOn-HD se enmarca dentro de la Misión 2 de Movilidad sostenible e inteligente del Programa Misiones de CDTI. Este programa es el buque insignia de la institución, destinado a financiar grandes iniciativas estratégicas de I+D en España, promovidas por agrupaciones empresariales en colaboración con centros tecnológicos, organismos de investigación y universidades.

Recordamos que LiOn-HD trata sobre la investigación industrial de materiales para baterías de ion-litio de alta densidad energética y coste, optimizando la electromovilidad sostenible. Su objetivo principal es mejorar significativamente la densidad energética, el coste y la sostenibilidad de las baterías ion-litio, con el desarrollo de ánodos de silicio como clave principal del proyecto.

Para ello, cada socio del proyecto trabaja en la investigación industrial de la síntesis entre diferentes materiales y sus interacciones dentro de las celdas de baterías, así como en herramientas de Inteligencia Artificial para la simulación de materiales y componentes. El consorcio evalúa las ventajas que los mismos aportan en rendimiento energético de la celda electrolítica, en costes e impacto medioambiental, vinculando sus competencias.

Principales claves del proyecto

Para alcanzar el objetivo general, LiOn-HD consta de diferentes líneas de investigación desarrolladas en colaboración por todos los socios que forman el consorcio. La primera de estas líneas consiste en la investigación y la evaluación del micro, submicro y nanosilicio como materiales activos para el ánodo, que realiza Ferroglobe Innovationcon el apoyo de CETIM.

Además, los socios del proyecto están trabajando en la obtención de grafitos-carburo metálicos (NANOKER), poniendo el foco en el uso de sulfuros de hierro y manganeso (RIMSA). Para mejorar las propiedades de estos materiales activos se combinarán con materiales grafíticos y pre-grafíticos (Química del Nalón) y con óxidos de grafeno (Graphenea) para la obtención de composites.

Por último y con el objetivo de actuar sobre el cátodo, se están evaluando nuevos materiales catódicos a través de la creación de efectivos e innovadores algoritmos de inteligencia artificial que permitirán definir un exclusivo conjunto de candidatos catódicos, generando modelos predictivos de diseño celular extrapolables a otros componentes de la celda (HI Iberia).

CETIM, coordinador científico del proyecto

LiOn-HD nació de la mano de Ferroglobe y CETIM para lograr las soluciones técnicas que permitan una electromovilidad avanzada basada en el uso de silicio como material anódico activo en baterías de Li-ion. El Centro Tecnológico situado en A Coruña coordina el proyecto y participa dando soporte científico a varias de las empresas del consorcio, investigando novedosos materiales para diferentes componentes de las baterías: ánodos de ion-litio basados en nano y microsilicio, binders, electrolitos, etc.

En esta línea, CETIM desarrolla materiales conductores y recubrimientos que permiten la estabilización y mitigación de dichos efectos cuando el nanosilicio es empleado como material anódico. Del mismo modo, colabora en el diseño de nuevos electrolitos para asegurar la preservación de la integridad de los materiales durante su funcionamiento y emplea los binders poliméricos buscando la integridad de los materiales activos estudiados en el ánodo.

Próximos pasos

Los materiales más prometedores de cada estrategia y cada socio de LiOn-HD se producirán en cantidades suficientes para ser evaluados en células completas tipo botón. Con ellos, se desarrollarán celdas de 1 Ah y 30 Ah, obteniendo así una celda final de 30 Ah optimizada con los mejores resultados. En base a la celda optimizada, se evaluará técnicamente, ambientalmente y económicamente. Actualmente, CETIM ya está avanzando en el estudio técnico, ambiental y económico de la celda de referencia en base a grafito y a componentes comerciales empleados convencionalmente hoy en día.

Gracias a las investigaciones realizadas en LiOn-HD se han dado grandes pasos en la búsqueda de la optimización y rentabilidad de los procesos de producción, basando nuestro estudio en la obtención de mayores rendimientos energéticos, vida útil y fiabilidad, mayor seguridad y sostenibilidad medioambiental. Cada día estamos más cerca de la movilidad inteligente gracias a tecnologías sostenibles y climáticamente neutras.

Este proyecto ha sido subvencionado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) en el marco de la convocatoria para el año 2019 del Programa MISIONES (EXP – 00133395 / MIG-20201021. Misión 2) y cuenta el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación.