Un equipo del Paul Scherrer Institute (PSI) anuncia un avance significativo en la fabricación de baterías sólidas de litio metálico que podría acelerar su llegada comercial. Los investigadores han desarrollado un proceso de producción que densifica el electrolito sólido sin someterlo a las elevadas temperaturas tradicionales y, al tiempo, estabiliza la interfaz con el ánodo mediante una ultrafina capa de fluoruro de litio (LiF).
El resultado: celdas con mayor resistencia a la formación de dendritas y una vida útil notablemente prolongada.
En busca del ‘santo grial’ de las baterías sólidas
Las baterías sólidas son la promesa de la ciencia para superar a las baterías de ion-litio convencionales en seguridad (al prescindir de electrolitos líquidos inflamables) y en densidad energética, ya que permiten el uso de ánodos de litio metálico.
No obstante, dos problemas han frenado su implantación industrial: la penetración de dendritas de litio a través del electrolito y la inestabilidad electroquímica en la interfaz ánodo-electrolito. El equipo dirigido por Mario El Kazzi ha abordado ambos retos de forma sinérgica.
El punto central de la investigación es el electrolito de tipo argyrodita Li₆PS₅Cl (LPSCl), un sulfuro con alta conductividad para iones litio, candidato preferente para electrolitos sólidos por su rapidez en el transporte iónico. Hasta ahora, obtener una microestructura densa y homogénea de LPSCl requería métodos extremos: o bien compresión a muy alta presión a temperatura ambiente (que deja microespacios y granulado excesivo), o bien sinterización clásica que combina presión y temperaturas superiores a 400 °C, con riesgo de descomposición química del material.
La innovación del PSI consiste en una “sinterización suave”: compresión bajo presión moderada y a una temperatura controlada de aproximadamente 80 °C. Esa combinación conforma una microestructura más compacta sin alterar la estabilidad química del sulfuro, reduciendo cavidades y puntos porosos que podrían facilitar el paso de dendritas.
Según los autores, el proceso consigue una estructura suficientemente densa como para soportar corrientes elevadas sin fallos por penetración mecánica de filamentos metálicos.
Para resolver la inestabilidad electroquímica entre el litio metálico y el electrolito, los investigadores depositaron una capa de LiF de apenas 65 nanómetros sobre la superficie de litio mediante evaporación al vacío. Esa película ultrafina actúa a dos niveles: evita la descomposición electroquímica del electrolito en contacto con el litio (reduciendo la formación de litio «muerto» e inactivo) y constituye una barrera física que dificulta la progresión de dendritas hacia el interior del electrolito.
La aproximación, por tanto, combina mejoras estructurales y químicas en la interfaz. Los ensayos en celdas tipo botón ofrecieron resultados llamativos: tras 1.500 ciclos de carga y descarga la celda conservó aproximadamente el 75 % de su capacidad inicial, una cifra que, según los autores, está entre las mejores publicadas hasta la fecha para configuraciones con litio metálico y electrolitos de sulfuro. Ese mantenimiento de capacidad a alto número de ciclos sugiere una resistencia efectiva tanto a la formación de dendritas como a la degradación interfacial.
Además de la mejora electroquímica, el nuevo proceso aporta ventajas industriales y ecológicas: al operar a baja temperatura (aproximadamente 80 °C) se reduce el consumo energético de fabricación respecto a sinterizaciones a temperaturas muy elevadas, lo que abarata costes y disminuye la huella energética del proceso. Los autores consideran que, con “algunos ajustes”, la metodología es práctica y escalable para la producción industrial de electrolitos argyrodíticos.
El trabajo, firmado por Jinsong Zhang, Robin Wullich, Thomas J. Schmidt y Mario El Kazzi, se ha publicado en la revista Advanced Science (08.01.2026), DOI 10.1002/advs.202521791, y apunta a ser un hito en la ruta hacia baterías sólidas seguras, de mayor capacidad y durabilidad.
Los investigadores subrayan que la solución es especialmente prometedora para aplicaciones en movilidad eléctrica y almacenamiento estacionario, donde la combinación de densidad energética, seguridad y longevidad es determinante.
Quedan, no obstante, pasos por dar antes de la producción masiva: validar el procedimiento en escalas mayores, comprobar la reproducibilidad de los resultados en condiciones de célula y pack completos, y evaluar la compatibilidad con procesos industriales existentes.