Habiendo evolucionado los coches eléctricos hasta hacerlos completamente viables para el mundo real, el próximo paso de la industria es mejorar la tecnología de las baterías. Cada vez podemos viajar más rápido y cargar más deprisa, pero muchos de los sistemas de almacenamiento de energía siguen sin ofrecer la autonomía suficiente para algunos conductores. Las baterías de estado sólido prometen poner fin a todas las dudas, aunque todavía quedan muchos años para que sean comunes. Actualmente, las empresas estudian su desarrollo. Los avances importantes se suceden uno tras otro. SK On acaba de publicar grandes novedades en su tecnología.
Huelga decir que todavía no hay ningún fabricante que emplee baterías de estado sólido de forma corriente. Sí que se han anunciado algunos modelos con baterías de estado semi sólido, pero son todavía muy raros de ver. China lidera la carrera tecnológica, pero no es el único país del mundo en estar centrado en las baterías de estado sólido. Corea del Sur tiene mucho que aportar a través de sus diferentes empresas, SK On es una de ellas. No es la más grande de todas, pero sí es una de las que más baterías vende. A finales del año pasado se colocaba en la quinta posición con una cuota de mercado del 4,8%.
Dos estudios en marcha para mejorar las baterías de estado sólido
El problema de las baterías de estado sólido es que todavía no se ha descubierto un método con el que escalar la producción. Es decir, se pueden fabricar baterías de estado sólido a pequeña escala, pero no en el volumen que requiere la industria. Esto hace que su precio sea disparatadamente caro y, por lo tanto, prácticamente imposible de asumir por parte de cualquier fabricante. Si bien hay muchos proyectos en marcha sobre cómo hacer rentable la producción, existen otros como el de SK On que se centran en el futuro. En mejorar la durabilidad de las baterías de estado sólido.
SK On está desarrollando actualmente dos tipos de baterías de estado sólido. Una variante con compuestos de óxido de polímero y otra a base de sulfuro. El fabricante surcoreano de baterías espera tener prototipos comerciales listos para 2028 y 2030, respectivamente. Ahora, un estudio con la Universidad de Hanyang destaca un método que mejora la larga vida útil de las baterías usando ánodos de metal de litio, mientras que otro estudio con la Universidad de Yonsei descubre el vínculo entre el tiempo de curado del electrolito de polímero en gel y la vida útil de la batería.
Actualmente, el litio metálico se considera la próxima generación de materiales para ánodos, ya que tiene una capacidad aproximadamente diez veces superior a la del grafito. Sin embargo, también presenta una alta reactividad con el aire, lo que puede provocar la aparición irregular de compuestos inorgánicos en su superficie. Esta capa dificulta el movimiento de los iones de litio, lo que reduce la eficiencia de la pila y, al mismo tiempo, promueve la formación de dendritas. Los investigadores están abordando el problema de que las baterías de estado sólido con ánodos de litio metálico suelen tener un número limitado de ciclos de carga y descarga, a menudo alrededor de 100.
Para prolongar la vida útil de estas baterías, el equipo de investigación ha eliminado la capa superficial resistente sumergiendo el ánodo de litio metálico en una solución especialmente formulada de nitrometano, dimetoxietano y nitrato de litio. Los investigadores explicaron que, de esta manera, se formó una capa protectora con alta conductividad iónica gracias al nitrato de litio y mayor resistencia mecánica gracias al óxido de litio. Los resultados experimentales demuestran que «el ánodo de litio metálico con superficie modificada permite un ciclo estable de más de 300 ciclos de carga y descarga a temperatura ambiente, lo que triplica la vida útil en comparación con las baterías de estado sólido de litio metálico convencionales».
Con respecto al segundo proyecto en marcha, realizado en colaboración con la Universidad de Yonsei, se ha determinado que cuanto mayor sea el tiempo de curado térmico de los GPE (Electrolitos Poliméricos en Gel) mejor es la conservación del rendimiento de la batería. Las baterías que utilizaron electrolitos con 60 minutos de curado térmico mostraron una disminución del 9,1% en la capacidad de descarga, mientras que las baterías con solo 20 minutos de curado térmico mostraron una disminución del 34%. SK On afirma que esto indica que un tiempo de curado térmico más corto facilita la degradación de la capa de protección catódica, lo que a su vez reduce la capacidad y, en última instancia, la vida útil de la batería.