Las baterías de estado sólido se consideran el futuro para la autonomía de los dispositivos, más ahora que nunca dado el auge de los vehículos eléctricos. A continuación vamos a explicarte qué son, cómo funcionan y qué está impidiendo que se extienda su utilización en el mercado actual.
Las baterías de estado sólido son más pequeñas, más livianas y proporcionan una mayor densidad de potencia que las baterías de iones de litio basadas en electrolitos líquidos, por lo que al mismo tiempo son mucho más seguras. Entonces, ¿qué es lo que está bloqueando su utilización a gran escala en el mercado? En este artículo vamos a explicártelo con todo lujo de detalles, pero antes de llegar a esto, es necesario entender qué son y cómo funcionan este tipo de baterías.
Qué son las baterías de estado sólido y cómo funcionan
La gran diferencia entre una batería de estado sólido y una de iones de litio, que son las que se emplean en la actualidad, es que en lugar de utilizar electrolitos líquidos, éstos son sólidos. Las baterías de iones de litio han experimentado muchos avances tecnológicos, pero los expertos creen que ya han llegado al límite de su eficiencia y que el siguiente paso requiere un tipo de batería totalmente diferente. Ahí es donde las baterías de estado sólido entran en escena.
Todas las baterías tienen tres partes fundamentales: el ánodo, el cátodo y el electrolito. La batería funciona porque tiene iones cargados que quieren viajar desde el cátodo hasta el ánodo a través del electrolito, y esto sucede a través de una reacción química que se produce en el interior de la batería y que genera electrones libres.
Como resultado, se crea una carga positiva en el cátodo que atrae a los electrones libres -ya que tienen carga negativa- desde el ánodo, y mientras estos electrones viajan es cuando se produce la energía que alimenta nuestros dispositivos.
El problema es que solo algunos materiales son válidos para estar en las baterías, por lo que los componentes deben elegirse con mucho cuidado en función de sus propiedades químicas. Por este motivo, avanzar en cuanto a la tecnología de la batería implica mejorar la eficiencia de un material existente o descubrir nuevos materiales que funcionen mejor. Y dado que ya han probado con todos los materiales existentes, ahora mismo esta tecnología ya no puede seguir mejorando.
Las baterías de estado sólido son uno de los descubrimientos que surgieron en este proceso, el más prometedor. Se utilizan diferentes electrolitos para lograr el mismo objetivo que cualquier otro tipo de batería, pero más rápido, barato y menos propenso a explotar por lo que también son más seguras.
El electrolito mejor preparado para reemplazar las baterías de iones de litio está fabricado con vidrio a base de sodio. Según los investigadores, este tipo de electrolito produce una batería con tres veces la densidad de carga que las actuales, y tiene la ventaja de que el sodio (sal) es un material muy común en la tierra, por lo que es barato de fabricar y además tiene un menor impacto medioambiental.
Las baterías de estado sólido utilizan, por lo tanto, un electrolito sólido en lugar de líquido o polimérico que mejora casi todas las características de la batería. Efectivamente, todo son ventajas, y es que de hecho superan los requisitos que tiene la humanidad a día de hoy. Entonces, ¿qué es lo que está impidiendo que se utilicen ya en todas partes a nivel global? Como supondrás, el motivo estriba en el coste de fabricación, tanto a nivel monetario como de dificultad de producción de este tipo de batería.
Por qué todavía no han llegado al mercado
Como hemos dicho, las baterías de estado sólido son muy prometedoras porque solo proporcionan ventajas y ningún inconveniente con respecto a las actuales de iones de litio. El único problema que hay se encuentra en el proceso de fabricación, ya que todavía se está investigando cómo podemos fabricar este tipo de baterías a bajo coste y a gran escala, ya que en este momento su coste de fabricación haría que fueran demasiado caras para que pudieran ser adoptadas en el mercado.
Esto simplemente significa que el desarrollo de este tipo de baterías está en sus comienzos, y no pasará mucho tiempo hasta que encuentren una manera viable de fabricarlas a gran escala y a bajo coste. De hecho, compañías como la poderosa Tesla están invirtiendo muchos esfuerzos en implementarlas en sus coches eléctricos y según los analistas, veremos estas baterías en el mercado cuando se llegue al punto de inflexión que supondrá el momento en el que un coche eléctrico supere en términos de autonomía a uno a gasolina.
Como suele pasar, hay varios estudios en curso que además de las baterías de estado sólido podrían revolucionar el mercado. En concreto, la más prometedora parece ser las baterías de sulfuro de litio, las cuales han rediseñado los cátodos de azufre para acumular mayores cargas y tensiones, logrando al mismo tiempo que la capacidad de pérdida de la batería y el rendimiento sean menor y mejor en general.
En dispositivos móviles ya se han conseguido autonomías de más de 5 días sin recargar y en coches eléctricos se han alcanzado cifras realmente interesantes de autonomía: 1000 Km sin demasiados problemas. China y Europa parece que van a liderar esta tecnología, así que es posible que en 2021 comencemos a oír hablar de ellas.
