Estas revolucionarias baterías de electrolito sólido mantienen el 80% de carga después de 10.000 ciclos

La Universidad de Harvard ha concedido la licencia para el inicio del desarrollo de su revolucionario sistema de baterías de electrolito sólido capaces de acceder a elevadas potencias de carga, manteniendo su vida útil intacta después de miles de ciclos. La agraciada ha sido la startup Adden Energy, que podrá comenzar las pruebas el laboratorio de esta prometedora batería de litio-metal con electrolito sólido que supondrán un salto adelante sin precedentes para la tecnología.

Este avance ya ha sido presentado hace unos meses públicamente, y ahora la noticia es que la Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha entregado el permiso a la empresa Adden Energy para el inicio del desarrollo de los primeros prototipos de prueba a tamaño industrial.

Para ello, Adden ha logrado recaudar los 5.15 millones de dólares necesarios para lograr escalar el tamaño de la celda en bolsa, paso previo hacia el diseño y producción de los primeros modelos comerciales, que según los responsables del proyecto estarán listo en tres años.

Las baterías de litio-metal se considera el santo grial de la química de las baterías debido a su alta capacidad y densidad energética. Pero la estabilidad de estas baterías siempre ha sido pobre. Esta investigación muestra que las baterías de electrolito sólido podrían ser fundamentalmente diferentes a las baterías comerciales de iones de litio con electrolito líquido.

Entre sus claves está su resistencia a la producción de dendritas con el paso de los ciclos de carga y descarga, incluso aunque se use carga rápida que recupere su capacidad en menos de 10 minutos. Algo que supondrá tasas por encima de los 4C y potencia más allá de los 300 o 400 kW sin efectos negativos.

Sus cifras son muy prometedoras y según el artículo publicado en la revista Nature, estas celdas logran mantener un 82% de su capacidad original después de 10.000 ciclos a 20 C (8,6 miliamperios por centímetro cuadrado). Un diseño que cuenta con una potencia específica de 110,6 kWh/kg y una energía específica de hasta 631,1 Wh/kg a nivel de material de cátodo de tamaño micrométrico.

Esto se traduciría en que un coche eléctrico con una autonomía real de 300 km dotado de estas celdas lograría recorrer 1.8 millones de kilómetros manteniendo la capacidad original por encima del 80%, y eso incluso dando uso de forma habitual a la recarga rápida.

Según los responsables del proyecto «El diseño multicapa tiene la estructura de un electrolito menos estable intercalado entre electrolitos sólidos más estables, lo que evita el crecimiento de dendritas de litio a través de descomposiciones localizadas en la capa de electrolito menos estable. Se propone un mecanismo análogo al efecto del tornillo de expansión, mediante el cual las grietas se rellenan mediante descomposiciones generadas dinámicamente que también están bien restringidas, probablemente por el efecto de «anclaje» que inducen las descomposiciones»

La solución aportada por los investigadores de Harvard es una batería que emplea materiales con diferentes estabilidades entre el ánodo y el cátodo, lo que si bien no evita la formación de dendritas, sí que permite contenerlas de forma controlada. Mientras que el primer electrolito es más estable con el litio pero propenso a la penetración de la dendrita, el segundo es menos estable pero inmune a las dendritas, las cuales se detienen al llegar a dicha capa, lo que evita el cortocircuito.

Ahora la pregunta es el cuándo. La respuesta según los responsables de Adden Energy es que tendrán listos los primeros prototipos funcionales de tamaño industrial en 2025, lo que permitirá a partir de esa fecha comenzar su comercialización. También el cuánto es una de las claves, ya que el coste será una medida importante para saber si además de competitivo en el aspecto técnico, también lo serán en lo económico.