Un grupo de investigadores alemanes del Instituto Jülich de Energía e Investigación Climática han dado con un nuevo concepto de batería para coches eléctricos que podría constituir un enorme salto en el desarrollo de baterías en estado sólido. Se trata de una batería de electrolito sólido que admite una intensidad de carga 10 veces superior a las actuales y tarda menos de una hora en recargarse.
Afirman además que los materiales utilizados tienen un precio razonable, son relativamente fáciles de procesar y están libres de sustancias tóxicas, a diferencia de las baterías de iones de litio convencionales.
Una batería estable durante más de 500 ciclos de carga
La batería, descrita en un artículo de la revista 'ACS Applied Materials and Interfaces', permite un mayor flujo de corriente a través de los límites de la superficie. "El ánodo, el cátodo y el electrolito se fabricaron a partir de diferentes compuestos de fosfato para permitir velocidades de carga superiores a 3ºC (a una capacidad de aproximadamente 50 mAh/g)", describe Hermann Tempel, uno de los investigadores.
Esto supone un aumento de la velocidad de carga de diez veces en comparación a las baterías en estado sólido que se han desarrollado hasta el momento, aseguran.
En las baterías de iones de litio convencionales se utiliza un electrolito líquido, que generalmente contacta los electrodos muy bien, explican. Con sus superficies texturadas, los electrodos absorben el líquido como una esponja, creando una gran área de contacto. En principio, dos sólidos no se pueden unir sin tener problemas; la resistencia de contacto entre los electrodos y el electrolito es correspondientemente alta, y eso es lo que han conseguido solucionar.
El electrolito sólido sirve como un material de soporte estable al que se aplican electrodos de fosfato en ambos lados mediante el proceso de serigrafía. Por otro lado, la elección de los materiales se basó principalmente en la coincidencia electroquímica y mecánica de los componentes en lugar de centrarse únicamente en el alto rendimiento de los componentes individuales.
Según el Dr. Shicheng Yu, otro de los investigadores que desarrolló y probó la batería como parte de un programa de financiación del Consejo de Becas de China, durante las pruebas iniciales la nueva celda de la batería fue "muy estable durante más de 500 ciclos de carga y descarga y retuvo más del 84 % de su capacidad original". Admite que aún hay margen de mejora y que una pérdida de capacidad de menos del 1 % debería ser factible, pero suena prometedor.
Fabricantes como Fisker han apostado por esta tecnología prometiendo que el esperado Fisker EMotion tendrá una autonomía real de más de 640 km y la posibilidad de cargar su batería en 9 minutos, algo que aún no se ha conseguido.
Estas baterías -que aún no están en el mercado- se están desarrollando prioritariamente como almacenamiento de energía para coches eléctricos de próxima generación, debido a las mejoras que presentan en comparación con las de iones de litio: aportan más autonomía, tiempo de recarga muy corto y seguridad.
Pero estos investigadores creen que, a parte del sector del automóvil o los teléfonos móviles y ordenadores, pueden tener aplicaciones en tecnología médica o en la casa del futuro, ya que no se sobrecalientan o explotan cuando están dañados.
