Reseña tecnológica de las baterías litio/azufre, estudios en curso para satisfacer las demandas futuras

Abstract

El progreso en baterías de ion-litio está cerca de alcanzar sus límites físicos, por lo que para obtener densidades de energía más altas se deben utilizar sistemas químicos distintos. Entre los sistemas actualmente en investigación y desarrollo, el sistema basado en la reacción entre litio y azufre es el más prometedor para tecnologías futuras, habiendo ya pruebas con prototipos que demuestran su utilidad. Se espera que las baterías de litio-azufre alcancen una capacidad de 600 Wh/kg, casi tres veces superior a los aproximadamente 200 Wh/kg que en promedio entregan las baterías de ion-litio. Sin embargo, la química del sistema es compleja, y se requiere de estrategias para resolver sus desventajas. En este capítulo, se discuten primero las características negativas del sistema litio-azufre, y luego se mencionan diferentes estrategias de modificación de cada componente de la celda para superar las dificultades del sistema que han sido evaluadas en la literatura. Finalmente, se señalan ejemplos de aplicación de baterías de litio-azufre en la práctica.

The progress on lithium-ion batteries is close to reaching its physical upper bounds, and thus different chemical systems must be used to achieve higher energy densities. Among the chemistries currently under research, the system based on the reaction between lithium and sulfur is closest to adoption, with several prototypes demonstrating its viability. Lithium-sulfur batteries are expected to reach a capacity of 600 Wh/kg, almost tripling the 200 Wh/kg that lithium-ion batteries deliver on average. However, the complex chemistry of the system requires strategies to circumvent its disadvantages. In this chapter, the negative qualities of the lithium-sulfur system are discussed, and then different strategies for bypassing such difficulties through modification of the cell components as reported in the literature. Finally, examples of lithium-sulfur batteries applied in practice are pointed out.