Con mayor capacidad de almacenamiento de energía, más rápidas de recargar y más seguras que las baterías de iones de litio convencionales, las baterías de estado sólido tienen, sin embargo, un inconveniente: su menor resistencia al calor (generado durante la recarga rápida) y al frío extremo. Pero ahora parece haber una solución.
La ha descubierto un equipo de científicos chinos de las universidades de Tsinghua y Tianjin, que han unido sus fuerzas para experimentar con una 'armadura flexible' que puede aplicarse a la superficie de las baterías, protegiéndolas de las temperaturas bajo cero. Veamos cómo funciona.
El secreto en la flexibilidad
En primer lugar, hay que recordar que la producción en serie de baterías de estado sólido ha sido hasta ahora lenta porque esta tecnología tiende a agrietarse y perder rendimiento durante la carga rápida o en condiciones de congelación.
Para resolver este problema, el equipo de Tsinghua y Tianjin diseñó una capa protectora diferente a la clásica, llamada interfase de electrolito sólido (SEI) y conocida por ser dura pero quebradiza; dos características que hacen que se fracture fácilmente bajo presión, impidiendo que el litio se acumule de manera uniforme y reduciendo la vida útil de la batería en caso de fallo del blindaje.
Baterías de estado sólido desarrolladas por Stellantis y Factorial
En este caso, en lugar de endurecer el SEI, los investigadores lo hicieron flexible. Utilizando materiales a base de plata llamados Ag₂S y AgF, crearon una capa que puede doblarse ligeramente sin romperse. Esta flexibilidad ayuda a mantener una estructura estable, permitiendo que los iones de litio se muevan con facilidad.
Durante las pruebas, las baterías recubiertas funcionaron durante más de 4.500 horas en condiciones de uso intensivo y se mantuvieron estables durante más de 7.000 horas a -30 °C, condiciones que normalmente provocarían fallos.
El diseño combina materiales blandos y rígidos en una estructura gradual por capas, lo que reduce la tensión interna, evita grietas y mantiene el litio distribuido uniformemente durante la carga y la descarga.
Los resultados de los experimentos se publicaron en la revista Nature.