Una empresa nacida en Harvard presenta una competitiva batería con electrolito sólido

Adden Energy es una empresa nacida en la Universidad de Harvard, que es noticia por presentar una llamativa tecnología de batería con electrolito sólido, que solventa algunos de los principales retos de este siempre prometedor sistema.

Según sus primeras pruebas, estas celdas de estado sólido puede durar más de 6.000 ciclos de carga y descarga, manteniendo el 80% de capacidad después de ese ciclado, y además puede acceder de forma segura a cargas ultrarrápidas, capaces de recargarla en apenas 10 minutos.

De momento no sabemos nada sobre el tercer pilar de este tipo de soluciones, como es el coste, pero a la vista de su larga vida útil, sus diseñadores indican que la tecnología ayudará a que los coches eléctricos sean más asequibles en cuanto al coste total de propiedad.

La nueva batería con electrolito sólido derrota a las dendritas

Según muchos expertos, la nueva tecnología con electrolito sólido es el próximo gran avance del sector. Una alternativa que permitirá sustituir el líquido de una batería de iones de litio convencional con un polímero, una cerámica de alta tecnología o algún otro material sólido.

Lograr que los iones de litio se muevan a través de un componente sólido ha sido uno de los principales retos para este sistema, pero la recompensa es una mayor densidad energética, y además, mayor seguridad térmica.

Adden Energy es una de las muchas empresas que persiguen el sueño del electrolito sólido, que se enfrentan a la creación de dendritas en su estructura como principal reto a superar. Las dendritas son pequeños crecimientos parecidos a helechos que se desarrollan en los ánodos de las baterías de litio, y que llegan a afectar al rendimiento y vida útil de las baterías.

Para lograrlo, el equipo de Adden Energy trabaja en lograr controlar la modificación de las microestructuras en LGPS y LSPS, que pueden ajustar y mejorar sus estabilidades de voltaje. También han buscado desvelar el mecanismo subyacente entre la microestructura y el rendimiento de los electrolitos sólidos de sulfuro, que pueden servir como guía para los futuros materiales y diseños de celdas de las baterías.

La nueva batería es el resultado de investigaciones adicionales, que culminan en un nuevo estudio publicado el 8 de enero en la revista Nature Materials, revisada por pares , bajo el título «Ciclos rápidos de metal de litio en baterías de estado sólido mediante materiales de ánodo susceptibles a la constricción».

Alguna vez se pensó que el crecimiento de dendritas era un problema sólo de las baterías de electrolitos líquidos, pero también puede afectar a una batería de estado sólido. Han surgido varias soluciones para frenarlos, y el equipo de Adden fue un paso más allá para detenerlos por completo.

Con este nuevo enfoque, se evita que se formen dendritas mediante el uso de partículas de silicio del tamaño de una micra en el ánodo, para restringir la reacción de litiación y facilitar el revestimiento homogéneo de una capa gruesa de litio metálico.

Estas partículas recubiertas crean una superficie homogénea sobre la cual la densidad de corriente se distribuye uniformemente, evitando el crecimiento de dendritas en un diseño donde el metal de litio se envuelve alrededor de la partícula de silicio.

Las nuevas celdas con electrolito sólido aún se encuentra en la etapa de investigación. El estudio involucró una celda en formato de bolsa del tamaño de un sello postal. Aún así, es entre 10 y 20 veces más grande que una batería típica fabricada en un laboratorio universitario, y era lo suficientemente grande como para establecer algunos datos.

En cuanto a las fechas, el pasado año, el equipo de investigación de Adden estimó que el siguiente paso sería desarrollar una celda del tamaño de la palma de una mano, paso previo al desarrollo de una celda de tamaño industrial para sectores como el coche eléctrico.

Un paso crítico que han estimado se producirá en los próximos dos a cuatro años, momento en el que los socios podrán comenzar las pruebas de campo, por lo que su llegada al mercado en masa no se producirá antes de 2030.

Fuente | Nature