CIC energiGUNE investiga la aplicación de láser pulsado en el proceso de fabricación de celdas de batería de estado sólido

El trabajo forma parte del proyecto europeo PULSELiON, que cuenta con la participación de 16 empresas y centros de investigación del continente y cuya reunión inicial ha tenido lugar hoy en la sede de RISE (Research Institutes of Sweden), en Estocolmo

El objetivo de PULSELiON es desarrollar un proceso de fabricación para baterías de estado sólido de Generación 4b que sea seguro y eficiente y mejore la densidad de energía y la seguridad de los dispositivos

CIC energiGUNE, centro de investigación vasco referente en almacenamiento de energía y especializado en baterías, soluciones de energía térmica y tecnologías del hidrógeno, y miembro de Basque Research & Technology Alliance-BRTA, investigará el desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación de baterías a través de la técnica del láser pulsado. Este trabajo se enmarca en el proyecto europeo PULSELiON, que aspira a desarrollar un proceso de producción que mejore la seguridad y la densidad de energía de las baterías de estado sólido y abra la puerta a una producción a gran escala de este tipo de dispositivos.

“Los electrolitos de estado sólido permiten superar las limitaciones actuales de las celdas de batería en términos de voltaje y seguridad”, ha recordado Jokin Rikarte, Investigador Principal de CIC energiGUNE en el proyecto. “Pero para su despegue definitivo como alternativa a los dispositivos convencionales con electrolito líquido necesitamos desarrollar tecnología de fabricación que mejore la densidad de energía y la seguridad de los dispositivos, y es ahí donde se enfoca el proyecto PULSELiON”, ha asegurado.

En este sentido, el proyecto PULSELiON, en el que participa CIC energiGUNE junto a otras 15 entidades europeas, tiene como objetivo desarrollar un proceso de fabricación para baterías de estado sólido de Generación 4b que se basan en un ánodo de metal de litio, un electrolito sólido de sulfuro y un cátodo NMC rico en níquel. A través de una novedosa técnica de deposición por láser pulsado, ya desarrollada por el socio del proyecto PULSEDEON, se adaptará y modificará en un proceso de vacío de un solo paso para la fabricación segura y eficiente de componentes de ánodo compuestos de metal de litio, capas protectoras y electrolitos sólidos a base de sulfuro.

Inicialmente, las capas de ánodo y cátodo se desarrollarán a pequeña escala para fabricar celdas de tipo botón y celdas monocapa, optimizando así los materiales y el proceso. Posteriormente las celdas de estado sólido se desarrollarán mediante rutas de procesos optimizadas y se escalarán a baterías de estado sólido de 10 Ah mediante una prueba de concepto de línea piloto que incluye el ensamblaje de varias unidades. Además, se incorporará la digitalización en el modelado de procesos, lo que permitirá una eficiente optimización del proceso.

En todo este desarrollo está muy presente la apuesta de la Unión Europea para obtener un modelo de batería de alta eficiencia y rendimiento que posibilite alcanzar el objetivo de disponer de un parque de 30 millones de vehículos eléctricos en Europa para 2030. Hay que recordar, en este sentido, que los electrolitos de estado sólido permiten superar las limitaciones actuales de las celdas de batería en términos de voltaje y seguridad -reduciendo el riesgo de formación de dendritas de litio- lo que conduce a una mayor estabilidad térmica y electroquímica.

El consorcio PULSELiON, que ha celebrado hoy su reunión inicial en la sede del líder del proyecto (RISE-Research Institutes of Sweden) en Estocolmo, cuenta con la presencia de dos representantes de la Alianza Vasca de I+D BRTA (CIC energiGUNE e Ikerlan). El trabajo de CIC energiGUNE en PULSELiON pasa por liderar el grupo de trabajo de “Optimización de procesos e interfases a escala de laboratorio”, además de participar en los paquetes de trabajo de “Fabricación de celdas pequeñas y grandes” y “Pruebas de celdas y seguridad”.