Las baterías de vehículos eléctricos significativamente mejoradas podrían estar un paso más cerca gracias a un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Oxford, publicado en Nature.
El estudio utilizó técnicas de imagen avanzadas para revelar los mecanismos que hacen que las baterías de estado sólido de metal de litio (Li-SSB) fallen. Estas baterías podrían mejorar el alcance, la seguridad y el rendimiento de los vehículos eléctricos, así como contribuir al avance de la aviación eléctrica.
Li-SSB: una alternativa prometedora con desafíos técnicos
Las baterías Li-SSB se diferencian de las baterías convencionales al reemplazar el electrolito líquido inflamable por un electrolito sólido y utilizar metal de litio como ánodo. Estas características mejoran la seguridad y permiten un mayor almacenamiento de energía.
Sin embargo, un desafío crítico es que estas baterías son propensas a cortocircuitos debido al crecimiento de «dendritas», filamentos de metal de litio que se agrietan a través del electrolito cerámico.
Como parte del proyecto SOLBAT de la Institución Faraday, investigadores de la Universidad de Oxford llevaron a cabo investigaciones en profundidad para comprender mejor cómo se produce el cortocircuito en las Li-SSB. Utilizando tomografía computarizada de rayos X en Diamond Light Source, pudieron visualizar con detalle sin precedentes la falla de las dendritas durante el proceso de carga.
Este estudio reveló que el inicio y la propagación de las grietas dendríticas son procesos separados impulsados por mecanismos subyacentes distintos.
El camino hacia soluciones tecnológicas para las Li-SSB y sus implicaciones para la industria de baterías y la electrificación
La nueva comprensión de los mecanismos de falla de las dendritas proporciona una guía para superar los desafíos técnicos de las Li-SSB. Se demostró que la presión en el ánodo de litio juega un papel crucial: demasiada presión puede ser perjudicial, ya que aumenta la propagación de las dendritas y la probabilidad de cortocircuito durante la carga. Estos hallazgos abren nuevas vías para mejorar la seguridad y la eficiencia de las baterías de estado sólido.
Las baterías de estado sólido tienen el potencial de transformar la industria de las baterías y la electrificación en general. Según un informe reciente de la Institución Faraday, se estima que las Li-SSB pueden satisfacer una gran parte de la demanda mundial de baterías en productos electrónicos de consumo, transporte y aeronaves para el año 2040. Estos avances tecnológicos permitirían el desarrollo de baterías de alta potencia con un rendimiento comercialmente relevante para aplicaciones automotrices.
Un paso más hacia la implementación de baterías de estado sólido
El proyecto SOLBAT de la Institución Faraday se enfoca en superar los desafíos de las baterías de estado sólido y proporcionar estrategias para evitar fallas en las celdas de esta tecnología. La comprensión mecánica de la falla de las baterías de estado sólido es fundamental para su implementación práctica en diversas aplicaciones. La investigación en curso está allanando el camino para lograr avances significativos en el campo de las baterías y la electrificación, con el desarrollo y la implementación de baterías de estado sólido mejoradas.
El estudio liderado por la Universidad de Oxford y publicado en Nature es un ejemplo destacado de los avances científicos promovidos por la Institución Faraday. La colaboración entre científicos de diferentes disciplinas ha permitido obtener conocimientos adicionales sobre las baterías de estado sólido y ha acelerado el progreso en la investigación de estas tecnologías.
La superación de los desafíos técnicos de las Li-SSB tendrá un impacto significativo en la electrificación de la industria automotriz y aeroespacial, mejorando la eficiencia y la sostenibilidad en el transporte.
Innovación en marcha: el potencial de las baterías de estado sólido
Las baterías de estado sólido de metal de litio se encuentran en el centro de la innovación en el campo de las baterías. El avance en su desarrollo mejorará la vida útil y el rendimiento de las baterías, acelerando así la transición hacia un futuro más limpio y energéticamente eficiente.
El estudio liderado por la Universidad de Oxford destaca el potencial de las baterías de estado sólido y su impacto en la sociedad. A medida que la demanda de baterías más seguras y eficientes sigue creciendo, la inversión en investigación y desarrollo de baterías de estado sólido se perfila como una opción prometedora para una energía más sostenible y una movilidad eléctrica avanzada.