La carrera por desarrollar la batería del futuro no tiene parada, y decenas de equipos de investigación trabajan a toda velocidad para dar con la tecla correcta. Entre las tecnologías más prometedoras está el electrolito sólido, que promete baterías con más densidad energética, más seguras y más económicas. Un sector en el que los grandes grupos trabajan a toda máquina y donde esta semana hemos conocido el estado de los trabajos de uno de los más punteros, Samsung.
El Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung ha publicado los últimos resultados de sus trabajos con el electrolito sólido, donde han logrado desarrollar un prototipo dotado de una densidad energética de 900 Wh/L, que según el fabricante, permitirá producir baterías un 50% más pequeñas que las actuales, y poder desarrollar de esa manera packs con 800 kilómetros de autonomía.
Uno de los principales retos de esta tecnología es su baja conductividad y su baja vida útil. Según Samsung, con su prototipo han logrado realizar en el laboratorio más de 1.000 ciclos de carga y descarga. Algo que supone un paso adelante importante respecto a los desarrollos que hemos visto hasta el momento, aunque se espera que la cifra mejore de cara a su llegada al mercado.
Para resolver el problema con las dendritas, Samsung Electronics aplicó al cátodo una «capa de nanocompuesto Ag-C» de 5 micrómetros. Algo que según el fabricante coreano es la primera vez que se prueba. Esta tecnología no solo aumenta la seguridad y la vida útil de las baterías con electrolito sólido, sino que también reduce el tamaño de las baterías a la mitad al aumentar la densidad energética al hacer que el electrodo negativo de la batería sea todavía más delgado.
Como recordamos, las baterías actuales contienen un electrolito orgánico que disuelve los iones de litio y permite que estos “naden” desde entre el ánodo y el cátodo durante los ciclos de carga y descarga. El problema es que este líquido es inflamable. Aunque es inusual no es descartable que con un aumento de temperatura y con la formación de oxigeno durante las reacciones químicas que se dan en la pila el electrolito pueda causar un fuego o una pequeña explosión.
Sustituir esté electrolito por un compuesto sólido no inflamable solucionaría no solo ese problema. Reduciría además la reacciones no deseadas que dan en la pila (ver entrada, Vida y muerte de una batería de ion-litio (parte II) ) mejorando su rendimiento y por otro lado permitiría el uso de cátodos con mayor proporción de litio, incluso litio metálico puro, reduciendo así la cantidad de material del ánodo, por lo tanto su peso y consecuentemente aumentado la relación energía/peso de la batería.
El resultado será una batería más pequeña, ligera y barata, que además contará con un elevado nivel de densidad energética. Incluso su tolerancia a las temperaturas extremas le hacen compatible con las recargas ultra rápidas, y también hará menos necesario el uso de potentes sistemas de refrigeración, lo que reducirá la complejidad y peso de los packs de baterías.
Ahora queda saber el cuándo. De momento desde Samsung no se han dado fechas para el lanzamiento comercial, pero la mayor parte de los indicios apuntan a que todavía tendremos que esperar entre tres y cinco años para ver aparecer los primeros coches de producción masiva en el mercado con este tipo de baterías.
Relacionadas | Las revolucionarias baterías de electrolito sólido de John Goodenough lograrán 23.000 ciclos de carga y descarga
