Un grupo de investigadores del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung (SAIT) y del Instituto de Investigación y Desarrollo de Samsung Japón (SRJ) publicaron los resultados de un proyecto de baterías de estado sólido. Dicho estudio, publicado en Nature, detalla características de un prototipo de batería de estado sólido de alto rendimiento y larga duración.
A día de hoy, las baterías de estado sólido son el "Santo Grial" de la energía debido a sus promesas: como no ser inflamables, tener mayor vida útil, menor degradación y una mayor densidad de energía para tener más autonomía. En teoría esto permitiría tener más capacidad en baterías de menor tamaño, aunque sí serían más pesadas.
Más de 800 kilómetros de autonomía por carga en coches autónomos
Las baterías de iones de litio se basan en electrolitos líquidos, lo que limita su densidad y hace que su degradación sea a un ritmo acelerado. Por otro lado, las de estado sólido admiten una mayor densidad de energía ya que utilizan electrolitos sólidos, que se ha demostrado que son más seguros y admiten mayor capacidad de energía.
Sin embargo, los ánodos metálicos de litio que se utilizan frecuentemente en las baterías de estado sólido, son propensos a desencadenar el crecimiento de dendritas, las cuales pueden provocar efectos secundarios que reducirían la vida útil y la seguridad de las batería.
Samsung explicó que para su batería de estado sólido decidieron añadir "una capa compuesta de plata-carbono (Ag-C)" como ánodo. Con esto descubrieron que el Ag-C puede servir de capa protectora. lo que permite que la batería soporte una mayor capacidad, una mayor duración del ciclo y mejore su seguridad general.
Yuichi Aihara, Ingeniero Principal de SRJ, Yong-Gun Lee, Investigador Principal y Dongmin Im, Master de SAIT.
Dicha capa mide sólo 5µm (micrómetros) de espesor, lo que también ayudó a reducir el grosor del ánodo y aumentar la densidad de energía hasta 900Wh/L. Es decir, su batería no sólo es más segura y duradera, sino también hasta 50% más eficiente y pequeña si la comparamos con una de iones de litio.
Esta batería es aún un prototipo, pero sus responsables aseguran que podría traer una mayor energía a una gran cantidad de dispositivos electrónicos, como los coches eléctricos, a lo que podría proporcionar más de 800 kilómetros de autonomía en un paquete de menor tamaño, más ligero y seguro, ya que no sería inflamable. Samsung también mencionó que esta batería de estado sólido sería capaz de soportar más de 1,000 ciclos de carga.
Dongmin Im, Master del Laboratorio de Baterías de Próxima Generación de SAIT y líder del proyecto, declaró:
"El producto de este estudio podría servir como tecnología semilla para las baterías más seguras y de alto rendimiento del futuro. En el futuro, continuaremos desarrollando y refinando los materiales de las baterías de estado sólido y las tecnologías de fabricación para ayudar a llevar la innovación de las baterías al siguiente nivel."
