Las baterías de estado sólido son más pequeñas, más ligeras y proporcionan una mayor densidad de energía que las baterías de iones de litio basadas en electrolitos líquidos.

La gran diferencia entre las baterías de estado sólido y otros tipos de baterías es el uso de electrolitos sólidos, en lugar de los electrolitos líquidos utilizados en otras baterías. Las baterías de iones de litio han visto avances tecnológicos, pero los expertos creen ampliamente que la tecnología de iones de litio ha alcanzado los límites de su eficiencia. El siguiente paso hacia el futuro requiere un tipo diferente de batería, y ahí es donde las baterías de estado sólido entran en escena.

Las baterías de estado sólido son más pequeñas, más ligeras y proporcionan una mayor densidad de potencia que las baterías de iones de litio basadas en electrolitos líquidos. El principal desafío para su adopción generalizada ha sido la búsqueda de un electrolito sólido con suficiente capacidad conductiva para baterías grandes, así como un método de fabricación que permita economías de escala.

¿Cómo funciona una batería?

Todas las baterías tienen tres partes principales: el ánodo, el cátodo y el electrolito. Una batería funciona porque los iones cargados quieren viajar del cátodo al ánodo a través del electrolito. Esto sucede porque los componentes cuidadosamente seleccionados de la batería crean una reacción química que produce electrones libres. Como resultado, una carga positiva se acumula en el cátodo de la batería. Esto atrae los electrones libres cargados negativamente del ánodo. Esos electrones libres quieren viajar de ánodo a cátodo. A medida que lo hacen, alimentan tu dispositivo.



Tenga en cuenta que las fuerzas eléctricas y químicas siempre quieren igualar. Imagínese una batería cargada como un balancín inclinado en una dirección. Las cargas quieren deslizarse por este plano hasta que la reacción se iguale. La recarga devuelve todos los iones a su posición inicial. Imagínate cargar como si estuviéramos subiendo el balancín desequilibrado de la metáfora anterior.

¿Cómo son mejores las baterías modernas?

Sólo algunos materiales son capaces de funcionar como baterías, por lo que los componentes deben elegirse con mucho cuidado en función de sus propiedades químicas. Como resultado, el avance de la tecnología de las baterías implica mejorar la eficiencia de un material de batería existente o descubrir nuevos materiales que funcionen mejor. Y ya que hemos buscado en todos los lugares obvios mejoras en las baterías, ahora tenemos que empezar a buscar bajo las rocas de la nanotecnología y la ciencia de los materiales. Las baterías de estado sólido son uno de los descubrimientos que salen de ese proceso, utilizando diferentes electrolitos para lograr el mismo objetivo que cualquier otro tipo de batería, pero más rápido, más barato y menos propenso a explotar.



El electrolito mejor preparado para reemplazar las baterías de iones de litio es un electrolito de vidrio a base de sodio. Según los investigadores, un electrolito de vidrio produce una batería con una densidad de energía tres veces superior a la de una batería de iones de litio. El sodio requerido para la fabricación de estas baterías es abundante. Esto reduce drásticamente el impacto ecológico de la producción de baterías.

¿Cómo son mejores las baterías de estado sólido?

Las baterías de estado sólido mejoran las baterías de iones de litio utilizando un electrolito sólido en lugar de un electrolito líquido o polímero. Resulta que este cambio mejora casi todas las características de la batería. Las baterías de estado sólido marcan todas las casillas de nuestra tecnología de baterías de fantasía. Son livianos, tienen un bajo impacto ambiental, usan muchos componentes, son menos propensos a incendiarse y ofrecen más potencia.

El único problema es el proceso de fabricación. Todavía estamos descubriendo cómo hacer estas baterías baratas y a escala. En este momento, las baterías de estado sólido son demasiado caras para su adopción generalizada. Afortunadamente, somos muy buenos en encontrar nuevas formas de hacer las cosas más eficientemente. Las baterías de estado sólido deberían finalmente ceder a las economías de escala y tener una amplia adopción.

¿Cuáles son los usos de las baterías de estado sólido?

Las baterías de estado sólido pueden mejorar casi todos los dispositivos con una batería dentro. Son especialmente atractivos para los fabricantes de coches eléctricos. Compañías como Tesla esencialmente diseñan un coche alrededor de la batería. Es el componente más importante, definiendo la mayoría de las características del coche. Los analistas de la industria predicen que el coche eléctrico se adoptará ampliamente sólo cuando la distancia recorrida entre las cargas sea igual o superior a la de los coches de gasolina. Las baterías de estado sólido podrían ser el billete para ese futuro.

Fotografía: Batería con separador de polímeros