Las baterías de silicio-carbono han comenzado a implementarse comercialmente en los teléfonos móviles de marcas como Honor, OnePlus, Xiaomi, Realme y OPPO. Esta tecnología permite integrar baterías de mayor capacidad sin aumentar el tamaño del dispositivo. Por ejemplo, el Honor Magic 5 Pro en su versión china incorpora una batería de 5.450 mAh, superando los 5.100 mAh de la versión internacional con batería de iones de litio, manteniendo el mismo espacio físico.
Además de ofrecer mayor densidad energética, estas baterías permiten diseños más delgados y ligeros. El Tecno Spark Slim, por ejemplo, es un prototipo mostrado en el Mobile World Congress de Barcelona que cuenta con una batería de 5.200 mAh en un cuerpo de solo 5,75 mm de grosor. Aunque su llegada a los mercados occidentales es limitada debido a regulaciones y certificaciones pendientes, se espera que fabricantes como Samsung y Apple comiencen a incorporar esta tecnología en sus dispositivos a partir de 2026.
¿La próxima revolución en los coches eléctricos?
La industria del coche eléctrico se encuentra en un momento crucial porque las baterías de litio, ya sean ternarias (NCM) o de litio ferro fosfato (LFP), las más utilizadas en los automóviles, están llegando a su límite en cuanto a capacidad y tamaño. Por lo tanto, es imprescindible encontrar una alternativa para el corto-medio plazo. Entre las opciones que se barajan y que anuncian mayor potencial, están estas baterías que ya usan los teléfonos móviles. Con ánodos de silicio-carbono, se anuncian como una solución para mejorar la autonomía, reducir los tiempos de carga y disminuir los costes de producción de los vehículos eléctricos.
Tradicionalmente, las baterías de iones de litio utilizan grafito como material para el ánodo. Sin embargo, el silicio ofrece una capacidad teórica de almacenamiento de energía aproximadamente diez veces mayor que la del grafito. Esta característica permite que las baterías con ánodos de silicio-carbono alcancen densidades energéticas significativamente superiores, lo que se traduce en una mayor autonomía para los vehículos eléctricos.
Además, estas baterías permiten una carga mucho más rápida. Por ejemplo, la empresa taiwanesa ProLogium ha desarrollado una batería con ánodo de silicio que puede proporcionar hasta 300 km de autonomía con una carga de solo cinco minutos. Esta capacidad de carga rápida podría eliminar una de las principales barreras para la adopción masiva de vehículos eléctricos: el tiempo de recarga.
Los desafíos y las soluciones de esta tecnología
A pesar de sus ventajas, el uso de silicio en los ánodos presenta hándicaps técnicos. El silicio tiende a expandirse y contraerse durante los ciclos de carga y descarga, lo que puede provocar la degradación de la batería. Para mitigar este problema, se están desarrollando compuestos de silicio-carbono que combinan la alta capacidad del silicio con la estabilidad del carbono. Estos compuestos permiten una expansión controlada y una mayor durabilidad de la batería.
Además, el uso de silicio en lugar de materiales más costosos y menos abundantes, como el cobalto, podría reducir el coste por kWh de las baterías en un 30%. Esta reducción de costes es crucial para hacer que los vehículos eléctricos sean más asequibles para el consumidor medio.
Grandes fabricantes de automóviles y empresas tecnológicas están invirtiendo en el desarrollo y la producción de baterías con ánodos de silicio-carbono. Por ejemplo, Porsche está investigando baterías de alto rendimiento con ánodos de silicio para sus vehículos de altas prestaciones.
En España, la empresa Floatech, derivada del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA Materiales), está a la vanguardia en la fabricación de ánodos de silicio para baterías de última generación. Su tecnología permite almacenar hasta diez veces más carga que las baterías convencionales y se fabrica sin solventes ni polímeros, reduciendo los costes de producción y las emisiones de CO2.
Asimismo, empresas como Sila y Group14 Technologies están trabajando en la producción a gran escala de compuestos de silicio-carbono para su uso en vehículos eléctricos.
Se espera que estas baterías comiencen a comercializarse en los próximos años, lo que podría acelerar la transición hacia una movilidad más sostenible y eficiente. Con una mayor autonomía, tiempos de carga reducidos y costes más bajos, las baterías de silicio-carbono tienen el potencial de transformar el mercado de los vehículos eléctricos y facilitar su adopción masiva.